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【中科院之声】疏散星团Blanco 1的“小尾巴”
2020-07-10 17:18:00| 【 【打印】【关闭】

  疏散星团是银河系的重要组成部分,形成于同一巨分子云中。其内部恒星是同一分子云后代,受到引力束缚。它们具有类似的年龄、化学丰度、距离等参数。相对于场星(没有成团或聚类现象的恒星)来说,这些参数更容易测量,通过图1赫罗图,可以判断星团的年龄。由于疏散星团具有较广的年龄和位置分布,所以它们是研究银河系结构和演化的重要介质之一。

  图1 疏散星团的赫罗图(引自:Discovering the Universe, Seventh Edition)。图中给出了不同疏散星团的等年龄限,疏散星团的年龄从下到上是逐渐减小的,明显看出可以通过主序拐点获得疏散星团的年龄。

  疏散星团经常被认为是研究恒星动力学的实验室。最初的恒星分布是由母分子云和恒星形成过程决定,随着星团演化、恒星蒸发、恒星之间相互作用,以及受到外部因素(如潮汐作用、与分子云碰撞等)影响,疏散星团结构发生变化,既反映出内部恒星分布情况,也反映出内部动力学演化过

  疏散星团在穿过银盘的运动中,受到周围密集星场的影响或银盘不同位置的较差自转使其结构发生变化,从而导致了疏散星团 “小尾巴”(潮汐尾结构现象)产生。由于“小尾巴”是认知疏散星团动力学演化的有效途径之一,成为了诸多研究者关注重点。

  研究人员基于恒星演化理论利用数值模拟的方法,在疏散星团中已经模拟出“小尾巴”,同时也利用观测数据证实了这种结构的存在,图2给出了对疏散星团Hyades数值模拟以及观测的结果。

  图2 左图为对疏散星团Hyades数值模拟的结果,结果显示该星团的潮汐尾结构约为800pc(引自Ernst et al. 2011)。右图为研究人员利用观测数据对Hyades结构的分析结果,观测表明该星团的潮汐结构约为100pc(引自Meingast et al. 2019)。

  在疏散星团形态结构的研究中,成员星(属于疏散星团成员的恒星)扮演者重要角色,尤其是外围成员星对研究其“小尾巴”结构有着重要作用。成员星对观测数据有较强依赖性,特别是高精度的恒星运动学巡天数据,除此之外,判定方法也起着重要作用。

  我们选取了距离约250pc的疏散星团Blanco 1作为研究目标,该星团位于南天具有高银纬特点。结合GAIA DR2的五维数据(位置、自行、视差),利用基于无监督机器学习算法的工具—Stargo对Blanco1进行成员星判定、分析,研究该星团的星族特性及形态结构,并首次在该星团中发现潮汐尾结构的存在,尺寸约为50-60pc,是潮汐半径的5-6倍,通过分析发现该结构主要由银盘的较差自转导致,同时对成员星统计发现2/3的成员星在核心区域,并且在该星团中没有发现明显的质量分层现象,所有这些都表明Blanco 1还处在动力学演化的初期阶段,为今后研究疏散星团动力学演化提供了良好样本。相关成果已发表在《天体物理学杂志》(ApJ, 2020, 889,99)。

  图3 疏散星团Blanco 1成员星在银河系XYZ三维空间投影的分布情况。(a)子图中绿色圆圈部分为星团核心区域,外部为星团的潮汐尾结构。

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