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天文学中长期悬而未决的重大科学问题之一

更新时间:2023-08-04 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

知名期刊《科学日本人》最近发表了一篇与M共同撰写的专题,是《银河系新视野》的封面文章,总结了M. 15年辛勤研究银河系结构的成果。他们两人以及美国马克斯·普朗克射电天文研究所所长K.门滕(Karl)领导的国际团队。 研究小组利用甚长基线干涉测量()技术,精确探测了位于银盘上的近200个大质量恒星产生区的距离和自行,获得了星系旋臂的结构、太阳系的位置以及银河系的位置。其绕银河系中心的旋转速度,并勾勒出一个尺度为100,000 x 100,000光年的全新银河系。这张图是迄今为止最准确的银河系光线分布图。 它清楚地表明银河系是一颗具有四个旋臂的棒旋星,彻底解决了长期以来银河系具有多个旋臂的天文学重大科学难题。3TY物理好资源网(原物理ok网)

科学日语第322卷第4期封面(2020年)3TY物理好资源网(原物理ok网)

银河系的结构是天文学的重大科学问题之一。 主要原因是银河系的半径大概在10万到18万光年左右。 我们的太阳系距离银河系中心较远,其位置也靠近银河系中心面。 因此,我们看到的旋臂重叠投射在天球上而无法辨别,就如“不知庐山真面目,只因身在此山”。 不过,如果能够精确测量出旋臂上足够多的天体到太阳的距离,就可以从内到外绘制出银河系的旋臂结构。 然而,银盘上分布着浓密的尘埃二氧化碳,严重灭绝了银河系旋臂上天体的光辐射。 即使使用大型光学望远镜,也只能清楚地看到银盘上6000光年以内的天体。 比银河系的大小还要大得多。 对银河系结构真正广泛深入的观测和研究得益于20世纪50年代射电和红外天文学的普及。 天文学家利用射电和红外望远镜发现,在银河系旋臂上巨大的恒星产生区,不仅存在光学发射天体,还存在更多光学和分子看不见的射电和红外天体。孕育它们的二氧化碳。 和尘埃,它们都可以作为银河系结构的示踪物体。 更重要的是,无线电和红外辐射可以穿透银河平面上的稠密尘埃,使我们能够到达银河系的边缘。 经过近半个世纪的观测和研究,天文学家普遍认为银河系是一颗棒旋星。 然而,由于大质量恒星产生区域年轻天体的距离无法准确确定,银河系结构的一些最基本的问题还没有得到解决,比如银河系有多少个旋臂、太阳在银河系中的精确位置和运动等。3TY物理好资源网(原物理ok网)

21世纪初,中国(6)、美国(3)、德国(3)、意大利(3)、荷兰(3)、韩国(2)、日本(1)、德国(1) )共有来自8个国家的22名天文学家规划建设了“银河棒与旋臂结构遗产勘察”(,中英文缩写均为“贝塞尔”)重大科学工程。 贝塞尔计划使用相当于月球半径大小的,利用几何三角视差法直接探测大质量恒星产生区中脉泽源的距离和自行(脉泽源为亮温宇宙)激光点源超过1亿度,甚至万亿度)。 自2003年以来,研究团队对银盘上163个大质量恒星产生区的脉泽源进行了距离和自行探测,结合其他国际团体探测到的37个脉泽源,获得了银河系近200个脉泽源。 产生大质量恒星的区域的距离和自行。 这个巨大的恒星产生区域在银盘上的分布清楚地描绘了四个主要旋臂,分别是英仙座旋臂、人马座-船底座旋臂、方旋臂和圆盾-半人马旋臂。 结合红外、一氧化碳和大量年轻天体的观测数据,最终勾勒出银河系的轮廓,它是一颗拥有4个旋臂的棒旋星。 在更明亮的河外星系中,棒旋星是你家族的一员。 我们的银河系是一颗普通的恒星,也是一颗有着粗壮而美丽的旋臂的恒星。3TY物理好资源网(原物理ok网)

我们生活的太阳系并不在四个主旋臂上,而是非常靠近一个独立于这四个主旋臂的局旋臂()。 这个本地旋臂坐落在英仙座旋臂和人马座旋臂之间,直径约 20,000 光年天文学和天体物理学杂志,比之前担心的要大得多。 手臂类比。 局部臂不是一个孤立的臂段,它很可能是相邻的英仙座臂和半人马-船底座臂的一部分。 太阳到银河系中心的距离为26000光年,绕银河系中心的自转速度为236公里/秒,即绕银河系中心一圈大约需要2.12亿年。星系。 太阳几乎位于银盘的中心平面上,与中心平面的垂直距离约为20光年,比原来的82光年值要小。3TY物理好资源网(原物理ok网)

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,311,54(2006)封面3TY物理好资源网(原物理ok网)

贝塞尔项目研究团队的中方成员来自北京大学、紫金山天文台、上海天文台和国家授时中心。 15年来,中国团队本着共同发起、联合组织、资源互补、成果共享的原则,在贝塞尔项目中发挥了重要作用。3TY物理好资源网(原物理ok网)

2003年,徐晔博士、上海大学天文与空间科学学院郑兴武院长、美国耶鲁-史密森天体化学中心Reid博士、马克斯-普朗克无线电研究所院士日本天文学家合作首次利用甚长基线干涉技术,成功准确地探测到英仙臂大质量恒星产生区W3OH中乙醇(CH3OH)脉泽源的三角视差和自行,并获得大质量恒星产生区距离6360±40光年,探测精度高达2%。 这是迄今为止对如此遥远的物体进行的最准确的距离检测。 从脉塞源的自行和视向速度,可以获得银河系中这个大质量恒星产生区的三维运动,并可以研究银河系旋臂的运动学特性。 这项工作暗示了直接探测银河系旋臂的结构和运动的可行性。 该结果于 2006 年 1 月作为封面论文发表在《科学》杂志上,正是这项开创性的工作促成了贝塞尔项目。 随后,中方成员提出并参与了试点实验观测,研究成果为贝塞尔计划的实施奠定了坚实的基础。3TY物理好资源网(原物理ok网)

截至2019年底,中国天文学家已对贝塞尔计划163个目标脉泽源中的85个进行了观测和分析。 贝塞尔计划已在国际知名天文学、天体化学期刊发表论文35篇,其中中国天文学家发表论文16篇。 通过参与这一重大科学计划,推动了我国甚长基线天体测量学科的发展,培养了年轻的天文学家,使他们走在了世界甚长基线天体测量学科的前沿。3TY物理好资源网(原物理ok网)

&Xing- (郑兴武),,Vol.322,No.4,P.31(2020)3TY物理好资源网(原物理ok网)

版权所有 2019 郑兴武和 MarkJ.Reid3TY物理好资源网(原物理ok网)

该网站上的地图可免费下载天文学和天体物理学杂志,用于教育、科学和海报设计,旨在增加公众对银河系的了解。 请使用以下格式致谢“郑兴武和马克·J·里德(MarkJ.Reid)银河杆臂结构遗产调查()项目组/上海研究所/耶鲁-史密森天体化学中心”。3TY物理好资源网(原物理ok网)

银河系图参考页面:3TY物理好资源网(原物理ok网)

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