哈勃望远镜探索我们银河系古老枢纽的考古学

这张哈勃太空望远镜的闪闪发光的珠宝盒中充满恒星的图像捕捉到我们银河系的核心。在我们星系古老的中央枢纽这个拥挤的区域,或者隆起,老化的红色巨星与它们更丰富的年轻表亲,更小的白色太阳样星星共存。图像中大多数明亮的蓝色恒星可能是最近形成的位于银河系盘前景中的恒星。天文学家在九年的时间内对哈勃图像中的10,000颗类似太阳的恒星进行了研究,以发现我们星系演化的线索。

多年以来,天文学家对我们银河系的中心枢纽(或凸起)有简单的了解,认为它是一个静静的地方,由老恒星组成,它是我们银河系最早的房屋。

然而,因为银河系内部这样一个拥挤的环境,解开恒星运动来探测这个凸起一直是一个挑战。

现在,对隆起中大约一万颗类似太阳的恒星的新分析显示,我们的星系中心是一个充满活力的环境,让不同年龄段的明星以不同的速度拉拢,如繁忙的机场熙熙攘攘的旅行者。这个结论是基于九年来美国宇航局哈勃太空望远镜的档案数据。

研究人员说,哈勃对我们银河系这个复杂而混乱的心脏的研究可能为我们星系的演化提供新的线索。

由密歇根大学迪尔伯恩分校的威尔克拉克森领导的研究小组发现,根据恒星的化学成分,恒星的运动是不同的。恒星比氢和氦重的恒星有更少的无序运动,但它们比银河系中心周围的轨道更快地比缺乏重元素的老星更快。

哈勃研究小组的成员之一,马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的Annalisa Calamida说:“有许多理论描述了我们的星系和中央隆起的形成。 “有人说,当银河系在大约130亿年前形成时就形成了凸起。在这种情况下,所有的凸起星应该是旧的并且分享类似的动作。但也有人认为星系一生后期形成的隆起,在第一代恒星诞生后逐渐演变。在这种情况下,隆起的一些恒星可能会更年轻,它们的化学成分中富含了前几代恒星死亡时排除的较重元素,并且与较老的恒星相比,它们应该显示出不同的运动。我们研究中的星星展示了两种模型的特征。因此,这种分析可以帮助我们理解隆起的起源。“

天文学家通过它们的化学成分来分割恒星,然后比较每组的运动。他们通过研究它们的颜色来确定星星的化学含量,并根据它们的重元素(铁)丰度将它们分成两大类。化学浓缩的恒星的移动速度是其他人群的两倍。

Clarkson说:“通过分析档案中九年的数据并改进我们的分析技术,我们已经对化学缺陷型和化学富集的类太阳恒星的运动差异做出了清晰,有力的检测。” “我们希望继续我们的分析,这将使我们能够制作一个三维图表,显示人口膨胀的丰富化学和动态复杂性。”

天文学家根据他们对两台哈勃测量的高级相机测量和宽视场相机3数据进行分析:宽视场相机3银河凸起财库计划和射手座窗口蚀食太阳系行星搜索。欧洲南方天文台的智利超大型望远镜的光谱组被用来帮助估计恒星的化学成分。

目前,只有哈勃具有足够的分辨率,才能同时测量银河隆起距地球数千颗类太阳星的运动。我们星系的中心距离大约26,000光年。 “在分析之前,这些恒星的运动还不知道,”太空望远镜科学研究所的队员Kailash Sahu说。 “你需要很长时间的基线才能准确测量这些微星的位置和运动。”

该团队研究类似太阳的恒星,因为它们非常丰富,并且很容易在哈勃望远镜的范围内。以前的观察着眼于明亮而老化的红色巨星,因为它们代表了恒星一生中的短暂情节,所以它们并不丰富。 “哈勃给了我们一个狭窄的铅笔束的银河核心的看法,但我们看到数以千计更多的明星比早先研究中发现,”卡拉米达说。银河系的凸起大约是我们薄饼形星系直径的十分之一。 “我们接下来计划扩大我们的分析范围,沿着不同的视线进行更多的观测,这将使我们能够对隆起人群的丰富复杂性进行三维探测”,Clarkson补充道。

研究人员说,这项工作也是美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜探测银河系考古学的重要途径。计划于2019年发射,预计Webb将更深入地探测银河系隆起中的恒星群。

研究小组将于1月11日星期四在华盛顿特区美国天文学会第231次会议上发表其研究结果。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧空局(欧洲航天局)之间国际合作的一个项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜。在马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)开展哈勃科学行动。 STScI是由华盛顿特区天文学研究大学协会为NASA运营的。

论文:主要序列正确运动的辐射脉冲的化学旋转曲线

来源:哈勃望远镜