天文科研进展揭秘银河消光之谜LAMOST与Gaia携手解析星际遮蔽

近日,北京师范大学天文系与前沿科学研究所的博士生张若羿和苑海波教授等人,在利用LAMOST光谱参数和Gaia XP无缝光谱后,成功计算了银河系的平均消光曲线。这项研究不仅基于最大样本量提供了新的平均消光曲线,而且新发现了一种中等尺度结构(ISS),并证实了多个ISS的存在,这对于更精确地校正星体数据和深入理解尘埃性质具有重要意义。此研究成果已被国际知名期刊《天体物理学报》(ApJ)发表。

宇宙中的微小尘埃粒子对恒星发出的电磁辐射产生深远影响。这些尘埃通过吸收紫外至红外波段的辐射,并以红外及微波形式释放能量,影响超过30%的宇宙光能分配。此外,它们还会散射X射线、紫外、可见及近红外波段,从而导致星际遮蔽现象。该遮蔽效应随着不同波长而变化,被称为消光曲线或消光规律。分析此曲线形状及其斜率,可揭示尘埃粒子分布信息,而其特征则反映出尘埃化学成分。消光曲线在解读恒星本身以及星系属性方面扮演关键角色。

O-B型恒星因其高亮度,使得它们即使穿越大量灰尘云也能够被观测到,因此成为研究消光曲线理想对象。在过去,研究人员通常依赖几十到百余颗OB型恒星的大分辨率色谱与多波段测量数据。但是,由于视野数量有限,我们无法全面探索各种环境,从而限制了对各类介质间关系进行统计分析的能力。

张若羿团队利用Gaia DR3和LAMOST DR7共享源500万次观测,以恒星配对法直接测算了消光值,然后使用37万高质量色谱计算出了银河系平均消光曲线,该范围包括336nm至1020nmXP色带覆盖区域,以及通过幂律拟合扩展至4.6µm红外区间。此结果确认了数个中等尺度结构并揭示了一处540nm位置上的特征。在E(B-V)>0.15条件下,对应RV=3.073±0.009。

这项工作为我们提供了解决这一挑战所需工具——一个基于迄今最大数据集直接测算得到的银河系统准确且全面的平均减透明度函数,为理解空间中的灰尘组成、它如何形成以及它如何影响我们的看待宇宙之眼提供有力的支持。而且,这一发现也将激励未来的观察者寻找更多关于宇宙中隐藏秘密的地方。

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