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完成一期巡天,郭守敬望远镜6年看到了这些新东西!

  8月7日,中国科学院国家天文台宣布,由其管理和运行的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(英文简称LAMOST)已圆满完成一期光谱巡天观测。一期巡天共发布光谱901万条(每条光谱对应一个天体),是世界上其他巡天项目发布光谱数总和的1.8倍,其中高质量光谱(信噪比大于10)777万条,确定534万组恒星光谱参数。

 

  LAMOST一期巡天天区覆盖图(国家天文台供图)

  LAMOST是中国天文学家自主创新研制的一架主动反射施密特天文望远镜,它突破了天文望远镜大口径与大视场难以兼得的瓶颈,是世界上口径最大的大视场望远镜,也是目前世界上光谱获取率最高的望远镜。从2009年7月到2017年6月,历时6年,郭守敬望远镜一期巡天到底取得了哪些新成果?就此,记者采访了中科院国家天文台首席研究员、LAMOST运行和发展中心主任赵刚。

  银河系下的LAMOST(国家天文台陈颖为/摄)

  从“二环”到“五环” 银河系半径扩大一倍

  过去,天文学家普遍认为银河系的半径为5万光年。LAMOST一期巡天两次刷新了这个数据,2017年发现增大25%,半径变为6.2万光年,2018年,银河系半径被认为已经增大一倍,为10万光年。

 

银盘面积增大(国家天文台供图)

  不仅如此,科学家还利用LAMOST数据的大样本优势,改写了过去认为银河系晕是一个轴比不变的扁球体的猜测,确立了银河系内扁外圆的新结构,对理解银河系恒星晕的形成历史和演化提出了新的挑战。

  银河系内扁外圆(国家天文台供图)

  科学家还对太阳附近的暗物质密度进行了重新估算,这对寻找暗物质粒子、理解暗物质在银河系中分布具有重要意义。

  精确估算恒星年龄 发现太阳系外行星族群

 

  超级耀斑(国家天文台供图)

  利用LAMOST取得的大数据样本,科研人员在恒星物理方面,取得了很多新成果:精确估算了上百万颗恒星的年龄,使具有精确年龄的恒星样本增加了一千倍;测量近6000颗类太阳恒星的磁活动指数,发现太阳具有与超级耀斑恒星相当的磁活动水平,证实太阳有爆发超级耀斑的可能;首次测量了近700颗系外行星的轨道偏心率和倾角,发现约八成的行星轨道都如同太阳系的近圆形轨道,在某种程度上增强了人类寻找另一个地球和地外生命的信心。

  热海星(国家天文台供图)

  除此之外,还发现了一类新的太阳系外行星族群——热海星,它们与热木星有几个相同的标志特征,为揭开热木星和其它短周期行星起源提供了关键的线索和崭新的研究方向。

  “星海拾珍” 搜寻奇异天体

  年老的贫金属星就像宇宙“化石”一样记录了宇宙化学演化的最初历史,对它们的分析,可以实现对第一代恒星和早期宇宙本质的“恒星考古”。在LAMOST光谱中已发现了万余颗金属含量低于太阳百分之一乃至万分之一的贫金属星,构建了目前世界上最大的、适合现有大望远镜跟踪观测的宇宙化石样本。同时,发现了一批极其稀有的、锂元素丰度超过正常值上百倍的小质量贫金属星,对其结构和演化提供全新的理论研究视角。

  高速星(国家天文台供图)

  科研人员还在LAMOST近千万光谱中,大海捞针般地发现了5颗超高速星,为深入研究这类速度很高,最终能够脱离银河系引力束缚,“逃离”银河系的恒星的形成机制提供了重要的样本。

  白矮星(国家天文台供图)

  白矮星是绝大多数恒星最终演化的产物,它是一种大小如地球,质量却如太阳一般的奇特天体。科研人员利用LAMOST“光谱工厂”的优势,望远镜还发现了大量不同种类的白矮星,被科研人员誉为“白矮星猎手”。

  捕获来自遥远宇宙的信息


  类星体(国家天文台供图)

  类星体是银河系外发光巨大的遥远天体,其能源来自于其中心超大质量黑洞所吸积周围物质释放的巨大引力能,是研究遥远宇宙的重要探针。在LAMOST光谱中已发现了1.2万余颗类星体,它们的平均红移为1.5(红移指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象),最高红移为5。此外,还估算出了其中心黑洞质量。这些类星体的发现将对大样本类星体的统计研究提供重要帮助。

  星系对(国家天文台供图)

  此外,LAMOST还在一期巡天中获得了近万个补充星系的光谱测量,新增证认了近万个密近星系对。这些密近星系对为研究星系的并合过程具有重要的科学价值。(宋雅娟)

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