年輕恆星的化學圖譜揭示了銀河系的奧秘
德克薩斯大學奧斯汀分校的基思-霍金斯(Keith Hawkins)繪製了銀河系局部區域的新化學地圖,發現了銀河系附近旋臂的新結構細節,這些旋臂距離地球32600 光年。自20 世紀20 年代以來,科學家們就認識到太陽位於宇宙中數万億星系之一的邊緣。然而,弄清楚銀河系的結構並非易事。
了解其他星系的結構相對容易,因為我們可以從遠處觀察它們,但我們位於銀河系的圓盤內,距離邊緣約3 萬光年。因此,除了我們附近旋臂的形狀和它是一個棒旋星系的事實之外,我們很難了解到很多細節。與此同時,由於所有氣體和塵埃的遮擋,我們無法直接看到銀河系遠端寬闊的弧線。
為了了解更多信息,霍金斯轉而使用化學製圖法,即根據化學成分來定位星系中的天體。大天區多天體光纖光譜望遠鏡(LAMOST)和蓋亞太空望遠鏡提供了20億個天體的化學成分,利用這些數據,他能夠看到僅靠光線無法看到的東西。
霍金斯特別在尋找年輕恆星,這些恆星以其金屬性為標誌,或者說比氫和氦更重的元素濃度更高。這些重元素在年輕恆星中比在老恆星中更為普遍,因為隨著宇宙年齡的增長,會產生更多的這些元素。
宇宙大爆炸後的第一批恆星幾乎完全由氫和氦組成,其中還加入了一些微量元素。隨著老恆星的死亡,特別是當它們作為超新星爆炸時,有更多的重元素被新恆星吸收。由於新恆星往往形成於銀河旋臂的前緣,那裡的氣體和塵埃就像經過的波浪一樣集中在一起,因此尋找它們的化學特徵可以揭示出旋臂結構的細節。與此同時,如果缺少這些特徵,則表明旋臂之間存在差距。
霍金斯說:”一個重要的啟示是,旋臂確實富含金屬。這說明了化學製圖在確定銀河結構和形成方面的價值。它有可能全面改變我們對銀河系的看法”。
這項研究發表在《皇家天文學會月刊》上。