LAMOST揭秘银盘“变胖”

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近日，河北师范大学、法国巴黎天文台、中国科学院国家天文台组成的研究团队基于LAMOST（郭守敬望远镜）早型OB恒星和晚型K型巨星，细致描绘了银河系内年轻恒星盘边缘增厚的空间结构特征，并认为恒星盘的边缘增厚现象更可能起源于星系扰动的物理过程，而非银盘的长期演化机制。相关研究成果发表于《天体物理学报》。

银盘是银河系的主体结构，包含了银河系大多数的重子物质。目前的研究普遍认为银盘存在薄盘和厚盘，但20多年前天文学家发现除了薄、厚盘星族，银盘还在逐步“变胖”或“变平”，学术界称之为银盘的“边缘增厚（Flaring）”现象。

河北师范大学教授崔文元指出，银盘的边缘增厚在结构上体现出的特征就是恒星或气体盘的标高（恒星数密度下降的表征）随着径向距离的增加而增加，其物理图像目前尚无统一结论。

目前天文学家认为导致银盘边缘增厚的第一类物理机制可能是旋臂动力学、分子云动力学、盘的径向迁移等盘的长期演化过程，另一类物理机制可能是外部矮星系或星系内部的非长期演化动力学等因素。

论文第一作者、河北师范大学硕士研究生于扬表示，如果是由长期演化效应所导致的银盘“变胖”，那么我们应该看到不同星族的恒星边缘增厚的量化特征会呈现出显著差异：年轻恒星的边缘增厚强度应该更弱，而年老星族的边缘增厚强度应该更强。“但我们所探测到的特征完全没有体现出这种差异，这暗示着银河系盘的边缘增厚更可能起源于星系的扰动过程，如人马座矮星系的扰动等。”

除了边缘增厚的起源进展外，这支团队还通过测量到OB恒星盘的标高和标长发现，恒星盘的标高大小和气体盘的标高大小类似或无显著差异，以及南北盘边缘增厚是对称分布的等一系列盘的性质。

“这些观测结果意味着我们可以用年轻恒星来追踪更多的气体盘结构的动力学问题乃至尘埃盘的形成问题。”中国科学院国家天文台研究员刘超说，目前结果已经直接证实气体盘比恒星盘更加延展，间接给出了恒星盘和热尘埃盘可能更类似，以及气体盘和冷尘埃盘可能更类似的观测证据。

这支研究团队还发现银河系盘的中平面位移在不同位置大小不同，并发现该位移分布体现出了疑似翘曲的信号，但是该翘曲信号的置信度和物理起源目前尚不清楚。

另外，法国巴黎天文台博士王海峰等人的初步数值模拟结果定性地显示，银河系自身的演化似乎对边缘增厚没有主要贡献，而透过矮星系与银河系的相互作用却可以看到清晰的边缘增厚信号，这从另一个角度佐证了论文中银盘边缘增厚起源问题的结论。

据悉，这支研究团队已经基于LAMOST和Gaia（欧洲航天局的空间望远镜）巡天数据系统完成了银盘的“屋脊”起源、边缘增厚起源、翘曲起源、复杂空间结构与长期演化特征、盘的边界大小、盘的复杂非对称性质的各类动力学机制的量化等成果。