科技日報記者 陸成寬
首張銀河系三維塵?!盀V鏡圖”來了!基于郭守敬望遠鏡(LAMOST)和蓋亞衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù),中外天文學家聯(lián)合繪制出首張覆蓋全天的銀河系三維塵?!盀V鏡圖”。這張圖不僅揭示了銀河系塵埃的分布規(guī)律,還首次同步測量了塵埃對星光的影響特征。同時,他們還建立了世界上第一個億級恒星消光數(shù)據(jù)庫。相關(guān)研究成果14日以封面文章的形式在線發(fā)表于《科學》雜志。
星際空間并非完全真空,那里飄浮著大量由氣體和塵埃組成的星際物質(zhì),這些氣體和塵埃不僅是孕育恒星的搖籃,更是星系物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵。其中,比氫氦更重的元素大多以微塵形式存在,它們就像宇宙中的“濾鏡”——既能吸收又能散射星光,導致我們觀測到的恒星看起來更暗、更紅,這種現(xiàn)象就是天文學家常說的消光效應。大部分的天文觀測都需要通過專門計算來消除這種“星際灰塵”帶來的視覺誤差。
星際塵埃對星光的影響還像“有色濾鏡”:藍光比紅光衰減更明顯。這種“顏色濾鏡”的特征(消光曲線)不僅是修正觀測數(shù)據(jù)的關(guān)鍵,更是解密塵埃成分、大小及星際環(huán)境的核心線索。
“然而,傳統(tǒng)的塵埃研究長期面臨兩難困境:高精度光譜數(shù)據(jù)只能覆蓋局部區(qū)域,難以展現(xiàn)銀河系全局;覆蓋全天的觀測又不夠精細,無法捕捉塵埃特性的細微變化。因此,天文學家不得不假設(shè)全銀河系塵埃‘濾鏡’相同,這就像用色彩失真的相機拍照,可能給宇宙學、系外行星探測等研究帶來潛在誤差?!闭撐牡谝蛔髡邚埾栌钫f。
在這項研究中,張翔宇等人利用LAMOST的高精度觀測數(shù)據(jù)與蓋亞衛(wèi)星的廣域觀測數(shù)據(jù),成功推演出1.3億顆恒星視線方向上塵埃的“濾鏡特性”,最終繪制出首幅覆蓋整個天空、探測深度達1.6萬光年的銀河系三維塵埃分布圖。
張翔宇表示,這項研究發(fā)布的銀河系三維塵?!盀V鏡圖”,就像給天文學家配上“星際導航圖”:既能指引更精準的宇宙觀測,又為破解銀河系演化之謎、追蹤星系物質(zhì)循環(huán)甚至探尋生命起源提供了全新坐標。