国家天文台银河系厚盘结构与演化研究获进展

近日，中国科学院国家天文台天体丰度与星系演化研究团组博士李承东利用LAMOST巡天数据，对银河系厚盘的结构性质和演化历史进行了详细的分析。相关研究结果发表在《天体物理学报》上，并被美国天文学会（American Astronomical Society，AAS）评价为近期富有亮点的工作之一，将其推送至AAS nova网站首页。

银河系盘结构与其它旋涡星系一样被认为具有薄盘和厚盘两个组成部分。一般研究认为，薄盘具有较小的标高，而厚盘的标高相对较大。厚盘的形成有两种机制，一是厚盘恒星形成于银河系内部，或是在本地形成或是通过径向迁移过程运动到现今所处的位置；二是厚盘恒星来自于吸积银河系周围被潮汐作用瓦解的矮星系。由于我们身处银河系之中，对银盘的结构的确定具有相当的难度。因此寻找距离更远、数量更多的恒星样本会更好地帮助认知银盘结构、形成及演化历史。国家天文台该研究利用了LAMOST DR3数据中的35000多颗巨星，并按照运动学性质将这些巨星分为薄盘、厚盘和晕三个成分。通过对厚盘恒星化学和动力学的性质分析来研究厚盘的形成机制和演化进程。

研究结果显示，厚盘恒星的径向金属丰度梯度几乎为0。这表明经由盘上恒星长期的径向迁移过程，恒星诞生时期的金属丰度分布性质已经被消除殆尽。而垂直方向的金属丰度则随着远离银道面而逐渐降低，说明厚盘是经过加热和径向迁移过程所形成的。该研究通过金斯方程及相应近似计算厚盘标高和标长。厚盘标高的计算结果约为0.9kpc，与理论估算和主要观测结果相一致；厚盘标长约为3.0kpc，与银河系薄盘标长相近，这一结论同对河外星系的观测结果相符合。

该研究还计算了厚盘恒星轨道偏心率。通过轨道偏心率的分布发现，厚盘恒星主要是在银河系内部形成的，而非由吸积附近矮星系所形成。通过对本次研究厚盘恒星轨道偏心率的分布和数值模拟理论模型所预测的分布相比较，研究认为，加热和径向迁移是更为可能的两种厚盘形成机制。