国家天文台利用LAMOST数据精确获取银盘恒星运动学信息

晴朗的夏夜，抬头便能望见一条壮美的银色长带，这就是银河。它包含了上千亿颗恒星，其中就有我们的太阳系。银河系是个棒旋星系，中央是个类似“棒”的结构，其外则是个“盘”，出了银河系中心区域，外围的大部分恒星都集中在薄薄的盘面上。

银盘上的恒星在空间上分布并不均匀，但是盘上各处恒星都以一个相对恒定的速度绕着银河系中心旋转，哪怕距离银心不同半径处的速度也相差无几。盘上的恒星总体以一个恒定的速度绕转，但是各个恒星或多或少地偏离这个绕转速度，表现出一定的随机运动，天文学家通常用速度弥散度来表征随机运动的强弱。

观测表明，盘上恒星的速度弥散度随着年龄的增加而增加。天文学家普遍认为这是由动力学效应造成的，或称之为盘的加热机制。通过数值模拟，天文学家发现银盘上的旋臂结构会显著地加热银盘，盘上的恒星由此获得更高的速度弥散度，但是旋臂的加热仅仅局限于盘面，也就是说，恒星无法通过这一机制获得较高的垂直银盘方向的速度弥散度；而另一些理论工作则证明了巨分子云的散射机制可以很好地把盘面上的随机热运动重定向到垂直银盘方向。

近期，中国科学院国家天文台博士后俞锦程与研究员刘超等利用LAMOST银河系巡天得到的海量光谱数据，精确分析了银盘上的恒星运动学信息，验证了银盘加热机制，同时发现了银盘两种成分不同的运动学特征。

俞锦程等人利用LAMOST观测数据，结合GAIA数据，通过新的统计方法，建立了银河系盘上完整的三维速度信息，从而精确地给出了恒星年龄与速度弥散度的关系（见图）。他们的发现成功验证了银盘的加热机制。

此外，俞锦程等人发现将银盘划分为薄盘和厚盘能更好地描述银盘的运动学和化学性质，尽管这一观点依然存在争议。从他们的结果图可以发现，年老的贫金属恒星有更高的速度弥散度，这也间接表明了薄盘和厚盘运动学性质上的显著差异。该项研究成果已发表在国际天文期刊英国《皇家天文学会月刊》（MNRAS，2018，475, 1093–1103）上。

国家天文台利用LAMOST数据精确获取银盘恒星运动学信息