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科研動態

研究人員利用LAMOST數據研究大樣本疏散星團的統計性質

發表日期:2020-11-12來源:放大 縮小

  近日,上海天文台钟靖副研究員、陈力研究員等人利用LAMOST數據和Gaia數據,細致研究了大樣本疏散星團的統計性質,發布了包含295個疏散星團的統計性質和8811顆星團成員星的星表數據。該工作充分發揮了LAMOST巡天在大樣本光譜信息獲取方面的獨特優勢,發布星表對于利用疏散星團統計性質研究銀河系化學、動力學演化,以及利用成員星光譜特征研究特殊演化階段恒星的物理性質具有重要意義。 

  疏散星團廣泛分布于銀盤上,擁有較寬的年齡譜(貫穿整個銀盤的形成曆史)和質量譜(從幾百上千到幾萬個太陽質量),長期以來一直被當作是研究銀盤恒星系統形成和演化的有效探針:無論是大樣本的統計性質,還是單個星團的內部特性,都將對銀河系結構和化學演化模型提供關鍵性約束。  

  由于銀河系疏散星團主要分布在薄盤上,且大部分位于低銀緯區域,其前景及背景場星的汙染都十分嚴重,成員星的可靠判定成爲了制約大樣本疏散星團統計性質研究的主要因素。此外,由于恒星光譜信息相對于測光信息更加難以獲得,專門針對疏散星團成員星的光譜觀測極其有限,目前大部分疏散星團的統計性質中普遍缺乏來自于大樣本光譜數據的可靠視向速度和金屬豐度信息,從而大大制約了人們對疏散星團在銀盤上三維運動學的研究,以及以此爲探針對銀河系金屬豐度梯度和化學演化模型的研究。 

  研究人員以Gaia數據爲基礎,利用Cantat-Gaudin et al.2018工作中所列出的星團成員星數據,以及LAMOST DR5光譜數據進行了交叉比對,獲得了一個包含8811顆星團成員星的LAMOST光譜星表;利用此星表,研究人員進一步研究並擬合了不同疏散星團成員星的視向速度和金屬豐度分布,最終獲得了295個疏散星團包括位置、自行、視差、視向速度、金屬豐度、年齡、紅化、三維軌道參數在內的諸多統計性質,其中,59%的星團具有5顆以上視向速度成員星,38%的星團具有5顆以上金屬豐度成員星,30%星團爲首次獲知視向速度和金屬豐度參數結果。 

  爲了驗證LAMOST光譜參數結果的准確性,研究人員將基于LAMOST低分辨率光譜的星團參數結果和文獻中基于APOGEEGaia高分辨率光譜的星團參數結果進行了比較分析,發現視向速度的平均差值爲-5km/s,彌散5-6km/s,金屬豐度的平均差值爲-0.02dex,彌散0.1dex。該結果顯示,相比高分辨率光譜的星團觀測結果,基于LAMOST DR5數據得到的星團性質結果不但具有大樣本的統計優勢,而且也具有很高的可信度。 

  LAMOST大樣本疏散星團統計性質的基礎上,研究人員進一步以此爲探針,研究了銀河系在RGC=7-15kpc半徑範圍內的金屬豐度徑向梯度及其隨時間的演化(左圖所示),以及銀面距1kpc以內的金屬豐度垂向梯度及其隨時間的演化(右圖所示),發現銀河系的整體徑向和垂向金屬豐度梯度分別爲-0.053±0.004dex/kpc-0.252±0.039 dex/kpc。進一步分析顯示,除了非常年輕的疏散星團(age<0.1Gyr),銀河系的徑向金屬豐度梯度隨時間的增加逐漸變平,這一觀測現象再現了銀河系盤的徑向遷移過程,爲銀河系化學、動力學演化模型提供了重要的觀測約束。

  論文链接https://arxiv.org/abs/2006.06929 

 

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