科學家利用LAMOST發現一個奇特恆星流

近日，藉助於我國大科學工程郭守敬望遠鏡（ LAMOST ）銀河系恆星光譜巡天數據，中國科學院上海天文台博士後 John Vickers 和研究員 Martin Smith 領導的研究小組發現了一個前所未知的恆星流，他們表示該恆星流很可能是恆星星團被破壞後的殘骸。該工作已於2016年1月發表在國際期刊《天體物理雜誌快報》上。

研究人員指出，被發現的奇特恆星流有可能誕生於同一時刻。

上海天文台的博士後 John Vickers 是該研究工作的第一作者，他說：「我們拖網似地搜索了 LAMOST 的數據，發現了一小群恆星的運動方向與同一區域其它恆星的運動方向相反。經過進一步的調查，我們發現這群特殊的恆星具有相同的化學組成，這很好地表明了它們可能屬於一個群體。」這群奇特的恆星位於天龍座天區附近，距離太陽9400光年。

另一個判定這群恆星是否關聯的方法是研究它們的年齡是否相當。「星團中的恆星幾乎誕生於同一時刻，因為一旦第一批恆星誕生後，它們產生的輻射壓會將誕生氣體的必需物——氣體吹出去，同一區域想要繼續誕生恆星就很難。」 Vickers 解釋說。

當恆星變老時，其顏色（可以推算出溫度）和亮度會發生變化，主要取決於恆星的質量。不同質量的恆星以不同的速度經歷成長，成長過程中溫度—亮度變化的關係是不同的。因此，給定一個恆星年齡，就可以估算出恆星的溫度和亮度，不論它的質量比太陽質量更大、相當或更小。「年齡相同的不同質量恆星在溫度和亮度空間的分布，在天文上稱作恆星等時線。我們發現的這群奇特恆星在溫度—亮度空間內的分布接近等時線，表明這些恆星很可能年齡相似。」 Vickers 說。

那麼，這群恆星來源於哪裡呢？

「基本來說有兩種可能的誕生地：星團和星系。星團形成於單次集中的恆星誕生，接著恆星會將附近的氣體都吹走，不給下一代恆星的誕生留餘地。而星系的質量足夠大，保證氣體不會全被吹跑，仍能為持續的恆星形成提供原料。」 Smith 說。

「根據恆星流中的恆星數目，我們估計它們來源於一個相對小的群體，有可能是個矮星系或一個星團。」 Vickers 說。

該研究發現的這些恆星金屬丰度較高，表明它們並不是第一代恆星，它們誕生時所使用的氣體已經被上代甚至更早代的恆星演化處理和豐富過。這裡的「豐富」指恆星演化過程中通過核聚變形成了更多的金屬（除氫和氦之外的元素），在恆星演化晚期以星風或超新星爆炸等方式釋放到星際介質中，從而豐富了氣體的元素組成。

「如果恆星來源於一個具有持續恆星形成的矮星系，將期待著我們觀測到的恆星金屬丰度更低，或者數目更多。可實際上我們的觀測結果與這一預測不符，這表明這些恆星很可能來源於一個星團，因為星團通常形成於星系內的氣體雲塊，而星系內氣體已被之前的恆星演化豐富過。」 Smith 說。

銀河系內的星團又分為兩類：疏散星團和球狀星團。「我們關注的這些恆星距離銀河系盤面4000光年，且它們中的大部分彼此聚集在一起，說明了它們很可能屬於一個球狀星團。」 Vickers 說。

示意圖中紅點指此次發現的奇特恆星流，位於天龍座天區內。

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