近期,国家天文台的研究团队,包括唐馨哲、赵景昆等研究员,他们利用LAMOST DR9中分辨率光谱数据和Gaia DR3提供的精确位置信息,对银河系附近区域进行了详尽的星体结构分析。这项研究不仅对我们了解银河系如何通过吸积并合历史而形成具有重要意义,而且还为天文学界开拓了新的视野。该研究成果已经在国际权威学术期刊《The Astrophysical Journal》上发表。
根据星系层级并合模型理论,大型星系的产生是由于其他小型星系与之发生并合事件。这些小型星系在接触更大的银河系统时会因为潮汐作用而破碎,这些碎片被称作“银河子结构”。通过追踪它们在运动空间中的聚集,我们可以探索银河系统的大规模并合历史。
为了实现这一目标,科研人员运用HDBSCAN算法将(E, Lz, Lxy)空间中的点进行聚类,并结合化学动力学特性对这些子结构成员进行鉴定。在LAMOST DR9数据中,他们确认了GSE、Helmi Streams以及High-α Disk In Situ Halo三个已知子结构,并且发现了三个潜在新子的候选体,这些候选体被暂命名为High-L_z-Cluster-1(HLC-1)、High-L_z-Cluster-2(HLC-2)以及Low-Lz-Cluster(LLC)。
进一步分析这些子结构的化学组成特征显示出Helmi Streams存在一个疑似α-knee现象,如图一所示。左侧和中间图分别展示了该子结构成员在能量角动量空间和速度空间中的分布;右侧图展现了[Mg/Fe]与[Fe/H]之间关系,其中红色菱形代表[Mg/Fe]<0部分,从此可见明显α-knee迹象,可以通过拟合得到拐点位于[Fe/H]~-1.53附近。
图一:Helmi Streams成员的化学动力学特征
此外,在对GSE成员轨道行为分析时,科学家们发现GSE内有两种不同的运动趋势,如图二所示。这使得他们将GSE分为两个亚群,并推测其中一个亚群可能反映出典型GSE轨道,而另一个则更多地表现出Splash样子的轨道走向。
图二:GSE内不同趋势分布
这项工作不仅扩大了解银河系统内部构造样本,还为未来的深入研究提供了一系列重要线索。此次观测项目依赖于国家天文科学数据中心,为各类天文学设备及计划提供技术支持和资源。