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銀河系三維塵埃“濾鏡圖”繪制完成

 2025-03-17 13:46:23          

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首張銀河系三維塵埃“濾鏡圖”來(lái)了!基于郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)和蓋亞衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù),中外天文學(xué)家聯(lián)合繪制出首張覆蓋全天的銀河系三維塵埃“濾鏡圖”。這張圖不僅揭示了銀河系塵埃的分布規(guī)律,還首次同步測(cè)量了塵埃對(duì)星光的影響特征。同時(shí),他們還建立了世界上第一個(gè)億級(jí)恒星消光數(shù)據(jù)庫(kù)。相關(guān)研究成果3月14日以封面文章的形式在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

星際空間并非完全真空,那里飄浮著大量由氣體和塵埃組成的星際物質(zhì),這些氣體和塵埃不僅是孕育恒星的搖籃,更是星系物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵。其中,比氫氦更重的元素大多以微塵形式存在,它們就像宇宙中的“濾鏡”——既能吸收又能散射星光,導(dǎo)致我們觀測(cè)到的恒星看起來(lái)更暗、更紅,這種現(xiàn)象就是天文學(xué)家常說(shuō)的消光效應(yīng)。大部分的天文觀測(cè)都需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)計(jì)算來(lái)消除這種“星際灰塵”帶來(lái)的視覺(jué)誤差。

星際塵埃對(duì)星光的影響還像“有色濾鏡”:藍(lán)光比紅光衰減更明顯。這種“顏色濾鏡”的特征(消光曲線)不僅是修正觀測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵,更是解密塵埃成分、大小及星際環(huán)境的核心線索。

“然而,傳統(tǒng)的塵埃研究長(zhǎng)期面臨兩難困境:高精度光譜數(shù)據(jù)只能覆蓋局部區(qū)域,難以展現(xiàn)銀河系全局;覆蓋全天的觀測(cè)又不夠精細(xì),無(wú)法捕捉塵埃特性的細(xì)微變化。因此,天文學(xué)家不得不假設(shè)全銀河系塵埃‘濾鏡’相同,這就像用色彩失真的相機(jī)拍照,可能給宇宙學(xué)、系外行星探測(cè)等研究帶來(lái)潛在誤差。”論文第一作者張翔宇說(shuō)。

在這項(xiàng)研究中,張翔宇等人利用LAMOST的高精度觀測(cè)數(shù)據(jù)與蓋亞衛(wèi)星的廣域觀測(cè)數(shù)據(jù),成功推演出1.3億顆恒星視線方向上塵埃的“濾鏡特性”,最終繪制出首幅覆蓋整個(gè)天空、探測(cè)深度達(dá)1.6萬(wàn)光年的銀河系三維塵埃分布圖。

張翔宇表示,這項(xiàng)研究發(fā)布的銀河系三維塵埃“濾鏡圖”,就像給天文學(xué)家配上“星際導(dǎo)航圖”,既能指引更精準(zhǔn)的宇宙觀測(cè),又為破解銀河系演化之謎、追蹤星系物質(zhì)循環(huán)甚至探尋生命起源提供了全新坐標(biāo)。

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