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PNAS刊文介紹紫金山天文臺銀河系旋臂結構研究成果

  銀河系旋臂結構的精確測定是天文學上的老大難問題。因為太陽系身在旋臂深處,從而導致多重旋臂結構在視線方向上重疊。中國科學院紫金山天文臺徐燁研究員領導的研究團隊一直致力于相關研究工作,與國際同行合作基于脈澤高精度天體測量研究銀河系旋臂結構的系列研究工作曾被國際權威專家評價為該領域的“新紀元”和“里程碑”,被《科學》雜志評價為“以前所未有的細節描繪了太陽附近的旋臂結構”。近年,研究團隊又在國際上率先利用歐空局蓋亞(Gaia)空間天體測量衛星項目兩次公開釋放的數據(Gaia DR2/EDR3),系統開展對銀河系旋臂結構、運動學及演化的深入研究,取得了系列階段性重要進展。10月5日,《美國科學院院報》(PNAS)刊文介紹了相關工作[1]。

  紫金山天文臺研究團隊及時跟進分析了蓋亞衛星大質量恒星的高精度視差和自行數據,并綜合前期脈澤視差高精度測量研究結果[2],系統研究了這兩類旋臂示蹤天體在銀盤上的分布,繪制了迄今最精確、最細致的銀河系旋臂結構圖。首次將部分旋臂從北天延伸至南天,更細節地描繪了旋臂間的次級結構。本地臂延伸長度至少為25000光年,更類似于主旋臂的特征。同時,還發現銀河系旋臂的不均勻性以及大質量恒星與其它天體的運動差異,從而更好地限定了銀河系的基本參數。系列研究工作發表于Astronomy & Astrophysics Letter等期刊,也開創了使用蓋亞衛星數據研究銀河系旋臂結構的先河[3][4][5]。

  《美國科學院院報》在Front Matter/Inner Workings欄目刊發特約評述文章“天文學家正在重繪我們在銀河系中的位置(Astronomers are redrawing our corner of the Milky Way)”,介紹了該團隊及其國際合作團隊在“發現本地臂”“精確描繪銀河系旋臂新圖景”以及“首次提出銀河系復雜結構的新觀點”等多項銀河系旋臂結構方面的研究成果,并突出介紹了該團隊的最新銀河系旋臂結構圖(圖1)。文中介紹最新成果的4篇文獻中有3篇是該團隊成員為第一作者或主要成員的工作?!睹绹茖W院院報》與《自然》(Nature)和《科學》(Science)齊名,其Front Matter/Inner Workings欄目探究先進研究方法和實施途徑(explore cutting-edge method and approach)。

  此外,該團隊還利用Gaia衛星數據搜尋和證認新的星團[6][7],并利用星團的分布、運動和回歸在國際上首次研究了銀河系旋臂的演化[8]。

  研究工作受到了國家自然科學基金的支持。經過近二十年的不斷努力,紫金山天文臺在銀河系旋臂結構領域的研究已躋身國際先進水平。


圖1. 最新銀河系旋臂結構圖[1][3]

參考文獻:
[1] Ken Croswell. 2021, PNAS, 118(40)
[2] Xu, Y., Li, J. J., Reid, M. J., et al. 2013, ApJ, 769, 15
[3] Xu, Y., Hou, L. G., Bian, S. B., et al. 2021, A&A, 645, L8
[4] Xu, Y., Bian, S. B., Reid, M. J., et al. 2018a, A&A, 616, L15
[5] Xu, Y; Hou, L. G.; Wu, Y. W., 2018b, RAA, 18, 146X
[6] He, Z. H., Xu, Y., Hao, C. J. et al. 2021, RAA, 21, 93H
[7] Hao, C.J., Xu, Y., Wu, Z.Y., et al. 2020, PASP, 132c4502H
[8] Hao, C.J., Xu, Y., Hou, L.G., et al. 2021, A&A, 652, A102

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