仰望星空，銀河星波蕩漾。這是由于銀盤南北兩側存在一些交替出現的“恒星子結構”。長期以來，天文學家對于這些“恒星子結構”的來源爭論不休。

近日，西華師范大學物理與空間科學學院副研究員李靜與國家天文臺研究員薛香香等研究者利用郭守敬望遠鏡（LAMOST）和歐空局（ESA）蓋亞太空望遠鏡（Gaia）數據，對位于反銀心的麒麟座星環(huán)、三角座-仙女座星流和A13等子結構的起源開展研究，證實它們起源于銀盤，是銀河系外盤的一部分。

這一結論結束了天文界長期以來關于反銀心子結構起源的爭議。研究成果在學術期刊《天體物理學報》上發(fā)表。

截止目前，天文學家在反銀心方向上已發(fā)現的子結構包括北近結構、南中結構、麒麟座星環(huán)，A13和三角座－仙女座星流，從內向外從3.9萬光年到9.8萬光年依次延展排列。這些“恒星子結構”交替出現在銀盤的南北兩側，勾勒出銀盤近似波浪狀起伏的優(yōu)美姿態(tài)。但這些反銀心子結構到底起源于哪里？天文學家對此一直存在爭議。

銀河系盤具有“波浪”一樣的起伏特點。（研究團隊供圖，來源：海蒂·紐伯格）

研究人員介紹，他們利用LAMOST在銀河系反銀心觀測到的大樣本數據優(yōu)勢，結合Gaia DR2的高精度自行數據，搜尋到589顆來自麒麟座星環(huán)、三角座－仙女座星流和A13結構的成員星，這是目前最大的反銀心子結構成員星樣本。

銀河系盤結構與其它旋渦星系一樣被認為具有“薄盤”和“厚盤”兩個組成部分。首先，研究者對這些已確認的反銀心子結構成員星的化學元素含量、運動特征以及能量角動量分布與銀盤進行“親子鑒定”后發(fā)現，這些成員星與銀盤擁有相似的近圓形運動軌道，金屬厚度則與厚盤星相似。他們據此認為，這些子結構成員星來自于銀盤厚盤。

為進一步驗證，研究人員還發(fā)現，這些子結構成員星的元素豐度明顯低于厚盤，這是由于目前外盤依然存在很多冷氣體，相對于內盤，分子云密度低，歷史上平均的恒星形成效率低，化學元素的金屬豐度增加的不充分，因此元素豐度比薄盤星要低。

綜上，他們推測，這些子結構成員星應該屬于低豐度貧金屬外盤星，也就意味著這些反銀心子結構起源于銀盤。

研究人員解釋，這些子結構分布于距離銀河系中心3.9萬光年到9.78萬光年的范圍，這也論證了離銀心9.78萬光年處仍然存在外盤成分。

左圖為挑選的成員星樣本在X-Y空間的軌道分布。右圖顯示的是成員星樣本（紅色五角星）與盤星樣本（黃色部分：薄盤，紫色部分：厚盤）以及人馬座矮星系（綠色圓圈）在能量-角動量空間的分布對比圖。（研究團隊供圖）

據稱，這一結論佐證了銀盤的半徑至少有9.78萬光年，是最早人們認識的經典盤尺度的兩倍，這與2018年基于LAMOST數據的研究成果——銀河系從“二環(huán)”擴建到“五環(huán)”的結論相吻合。此外，研究人員也證實了麒麟座星環(huán)、A13、三角座-仙女座星云是銀河系外盤一部分的觀點。

論文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abd9bf


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