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圖1 銀河系盤具有“波浪”一樣的起伏特點。圖源：海蒂·紐伯格

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　　西華師范大學物理與空間科學學院李靜副研究員與國家天文臺薛香香研究員等人利用LAMOST和Gaia數(shù)據(jù)，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，發(fā)現(xiàn)它們并不是被銀河系吸積的矮星系的遺跡，而是銀河系外盤的一部分。該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。研究還發(fā)現(xiàn)反銀心的子結構可延伸到距離銀河系中心9.78萬光年處，是經(jīng)典銀盤尺度的2倍。這也佐證了2018年國際團隊利用LAMOST數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)銀河系尺寸比傳統(tǒng)認知的大了一倍的結論。該成果已在國際知名天文期刊《天體物理學報》（2021，ApJ，910，1）上發(fā)表。

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　　截止目前，天文學家在反銀心方向上已發(fā)現(xiàn)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(nèi)向外從3.9萬光年到9.8萬光年依次延展排列。這些子結構共同構成了反銀心方向上獨特的風景線。不僅如此，這些恒星子結構還交替出現(xiàn)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)。

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　　這些子結構的發(fā)現(xiàn)讓天文學家重新認識了我們的銀河不是傳統(tǒng)認知的光滑扁平盤，而是星波蕩漾的不安分銀河。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。

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　　李靜等人利用LAMOST在銀河系反銀心觀測到的大樣本數(shù)據(jù)優(yōu)勢，結合Gaia DR2的高精度自行數(shù)據(jù)，分別從LAMOST DR5的K型和M型巨星樣本中搜尋到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（如下圖所示）。首先，李靜等人繼續(xù)將這些已確認的反銀心子結構成員星的化學元素含量（金屬豐度）、運動特征以及能量角動量分布與銀盤進行“親子鑒定”，驚喜地發(fā)現(xiàn)，這些成員星與銀盤擁有相似的近圓形運動軌道。金屬豐度與厚盤星相似，這都表征了這些子結構成員星來自于銀盤厚盤。

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圖2 銀河系結構示意圖（來自網(wǎng)絡）

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　　為了進一步驗證，研究者發(fā)現(xiàn)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(nèi)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，從運動特征和化學DNA鑒定，天文學家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。而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。

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　　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(jīng)典盤尺度的兩倍，這與2018年劉超研究員所在的國際團隊基于LAMOST數(shù)據(jù)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是正確的。

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圖3 左圖是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。

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　　文章鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abd9bf

　　參考文獻：Haywood, M., Lehnert,M. D., Di Matteo,P., et al. 2016,A&A, 589,A66


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