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国家天文台利用星震学数据研究银河系薄盘年龄

2023-03-03 浏览次数:0

  近期,中国科学院国家天文台基于LAMOSTKepler的数据,利用精确的红巨星星震学年龄研究了银河系薄盘的形成时间问题,发现了目前已知的最早的薄盘星年龄约为95亿年,这为阐释银河系薄盘的早期形成演化历史提供了重要的观测依据。相关研究成果发表在《皇家天文学会月刊》(MNRAS)上。 

  天文学家普遍认为,银河系主要的特征结构包括中心核球、银盘和银晕。其中,银盘又包括厚盘和薄盘,且厚盘恒星先于薄盘恒星形成,即薄盘的年龄比厚盘的年龄更为年轻。薄盘的形成是银河系在过去约80亿年间的重要事件。薄盘和厚盘的形成图像是怎样的?最早的薄盘恒星是何时何地形成的?这些问题困扰着天文学家,而解决它们的关键在于获取精确的银盘恒星年龄样本。 

  星震学被认为是目前获取最准确恒星年龄的方式之一。由于红巨星的光度相对较高,可以作为示踪天体探测到银盘更远的距离,因而红巨星是研究银盘最好的探针之一。在赫罗图中我们可以看到红巨星的年龄与有效温度的关系,50K的有效温度系统差可以导致年龄测量10%的系统差,因此精确的恒星年龄获取颇为困难。该成果剖析了不同温标和模型对红巨星年龄测量的影响,精确测定了LAMOST-Kepler样本中5306颗红巨星的年龄,年龄的典型误差为12%,显著提高了基于大样本星震学数据的恒星年龄精度。 

  在此基础上,科研人员利用化学方法区分了薄盘和厚盘的恒星,探究了银盘薄盘恒星年龄的分布,发现了其中最古老的薄盘星的年龄约为95亿年,系统差反映了使用不同恒星演化模型估计的年龄。这与前人银盘双内落模型的理论预期较为一致;在此时间内,银河系厚盘仍在形成恒星,表明银河系的薄盘和厚盘恒星的形成存在共同的时间窗口。此外,研究还发现,第一批薄盘星的金属丰度分布及空间分布较为广泛,这表明薄盘恒星中的内盘和外盘恒星可能同时形成。该成果是从星震学角度研究银河系薄盘年龄的重要进展,为进一步探索银河系早期形成演化历史奠定了基础。 

  论文链接 

  图为LAMOST-Kepler红巨星样本的年龄分布,黑色的线代表薄盘恒星,灰色的线代表厚盘恒星。红色的点线代表模拟数据得到的最符合观测的年龄直方图,拟合表明,薄盘星最古老的恒星年龄约为95亿年。 

来源于:国家天文台

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