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          科研動態

          研究人員基于LAMOST數據發現綠豌豆等致密星系

          發布時間:2022-03-17

            近日,國家天文臺博士生劉思琦、羅阿理研究員,中國科學技術大學王俊賢教授及上海天文臺沈世銀研究員等人在LAMOST海量光譜中發現了1547個致密星系,其中1417個為最新發現的,包括大量綠豌豆星系、藍莓星系及紫葡萄星系等。這是迄今為止一次性新發現致密星系數量最多的研究工作。這些星系個頭小,亮度暗,觀測非常受限。在這之前,最大的具有光譜信息的致密星系樣本僅約800個成員。研究團隊對這些星系的恒星形成率、金屬豐度以及周邊環境進行了系統研究,為了解早期宇宙星系的形成與演化提供了新的視角。該成果發表在國際知名天文期刊《天體物理學報》(2022, ApJ, 927,57)。 

            綠色豌豆星系,起源于公眾科學家的星系動物園項目,一批天文愛好者對SDSS 觀測到的不同星系按照形態進行分類時得到251個極其特別的樣本,很難歸為已知的星系類型。而這些星系在偽彩圖上呈現為綠色,形態又極其致密,看起來圓圓的像豆子,因此被命名為綠豌豆星系。  

            綠豌豆星系強烈的發射線使其呈現明亮的綠色,這也意味著它們正在形成新的恒星。綠豌豆星系有著局部宇宙最高的恒星形成率,能在幾億年的時間內質量翻倍。它們大約在距離我們15億到50億光年的位置上,體積不足銀河系的十分之一,質量不到銀河系的百分之一,但是卻在以10倍于銀河系的速度形成恒星。它們同樣因為很低的金屬豐度(天文學上除了HHe之外的元素都被稱為金屬)而知名,這類星系在早期宇宙應該是很常見的。因此對于綠豌豆星系的研究為早期宇宙星系形成與演化及恒星形成問題打開了新窗口。由于發射線落在測光波段的位置不同,致密星系中比較典型的還有偽彩圖上呈現藍色的“藍莓星系”和偽彩圖呈現紫色的“紫葡萄星系”。藍莓星系比綠豌豆星系更加致密,體積不足銀河系的?3000分之一,質量不到銀河系的萬分之一?。 

            研究團隊利用LAMOST數據新發現的1417個致密星系中,包括739個綠豌豆星系,270個藍莓星系和388個紫葡萄星系,如同一個豐富的“星系果蔬園”。藍莓星系是離我們更近的致密星系;紫葡萄星系距離我們介于綠豌豆星系和藍莓星系之間或者比綠豌豆星系更遠。這些新發現的致密星系質量范圍大約在31-100億個太陽質量之間,其中距離地球最遠的星系達到90億光年左右。 

            研究人員對這些新發現星系的恒星形成率、金屬豐度以及環境進行了系統研究。他們利用光譜擬合首先得到了這些星系質量,并通過譜線強度的測量得到了這些星系的恒星形成率,發現普遍大于相同紅移的一般星系主序恒星形成率。研究人員進一步對這些星系進行了金屬豐度的測量,發現與以往的研究結論一致,這些致密星系具有更低的金屬豐度。通過與相同紅移的一般星系的環境相比較,發現這些星系相互之間距離更遠,位于更加離散的星際環境中。   

            隨著LAMOST巡天的繼續開展,更多的綠豌豆星系、藍莓星系及紫葡萄星系將會陸續被發現,這為認識早期宇宙的星系形成與演化帶來了更多可能性。 

            論文鏈接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac4bd9。 

              

             從左到右依次是綠豌豆星系、藍莓星系和紫葡萄星系


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