科研动态研究人员利用LAMOST数据揭示GSE矮星系对银河系恒星晕结构的影响

近期,我国国家天文台的博士生吴文博、赵刚研究员和薛香香研究员等人利用我国的郭守敬望远镜(LAMOST)进行了巡天光谱数据的分析。他们揭示了约110亿年前银河系经历的GSE(Gaia-Sausage-Enceladus)主并合事件对银河系恒星晕整体结构的影响。通过对银晕中K巨星运动学参数和空间分布的分析,研究人员发现银河系恒星晕呈现出内扁外圆的“洋葱”结构,这可能是由GSE主并合事件导致银河系恒星晕演化成一个更圆球形结构。

在银河系形成历史中,矮星系并合事件对于其质量增长和恒星结构形成至关重要。近年来,随着LAMOST、欧空局Gaia卫星以及美国APOGEE等大型巡天项目的大规模开展,科学家们发现约百亿年前曾有一个大质量矮星系掉落到銀河系统,并在强大的銀河系統引力作用下被撕成碎片,这个矮星系被命名为恩塞拉都斯(Enceladus)。由于来自该系统中的恒星速度与空间特征独一无二,因此又被称为盖亚香肠结构(Gaia-Sausage),简称GSE。

基于LAMOST光谱数据,研究人员通过分析银晕中恒星运动学参数和化学丰度,认为当前銀河系統中的一半以上恒star可能起源于GSE。就像两种颜料混合产生新色彩一样,当起源于GSE与非-GSE之間组合时,我们所见到的現在銀河系統就是这样一种组合。在进一步探究这些结合过程对整个金屬流動影響上,他们将金屬流動分為兩個部分:一部分是来源於並合作用的金屬流動;另一部分則是來自現今恆 星組成非-GSE之金屬流動。他們發現這兩種不同背景金属流动都具有內扁外圓「洋葱」結構,但相比之下,不属于GSE之金属流动更加扁平,而属于GSE金属流动则展现出更圆形状。这表明 GES 并合作用可能导致了现在我们看到的一个更圆球形「洋葱」形状。

除了观测证据,他们还在TNG50宇宙学数值模拟中的类似于我们的太阳系模拟中得到了相同结果。这项工作不仅是在利用LAMOST光谱数据取得了一项重要进展,而且也深入了解了关于整个金属分布如何形成和演化。此前的研究只能依赖较少数量のsilver stream样本来描绘整个面貌。而如今,由于Gaia、LAMOST 和 APOGEE 等多种大型巡天项目提供的大量观测数据,可以扩充这方面样本,使得科学家能够绘制出更加精细的地图。

文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac746e

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