來自中國科學院天文科學研究中心和美國倫斯勒理工學院的聯合研究小組合作，利用LAMOST DR4數據(郭守敬望遠鏡發布的第四批數據)中探測到的M巨星和Gaia DR2(歐空局Gaia空間天體測量衛星項目發布的第二批科學數據)提供的自運動速度，在距離太陽100 KPC(1 KPC = 3260光年)處，
該研究成果近日發表在國際天文學雜誌《天體物理學》上。
篩選約40，000 m巨星樣本
論文第壹作者、中科院天文研究中心特邀青年研究員、上海天文臺博士後李靜在博士階段就開始致力於M超星和銀河系亞結構的研究。她告訴《中國科學》:“M巨星是探測銀河系暈結構非常好的樣本。在過去的研究中，M顆巨星的大樣本基本上都是光度樣本，換句話說，只知道M顆巨星的位置和距離信息。”
LAMOST數據發布後，李靜副研究員、上海天文臺鐘靜壹直在努力構建LAMOST數據中M顆超星的大樣本。“從LAMOST數據的第1次發布到第5次發布，我們壹直在篩選大約4萬個M巨星樣本。這是目前世界上最大的M巨光譜樣本，不僅有利於M巨光譜庫的研究，也為銀河系結構的研究提供了樣本。”
2016，李靜首次提出了利用紅外和近紅外顏色從光度樣本中選取M顆超星的方法，提高了選取M顆超星光度樣本的完備性，降低了樣本的汙染率。此外，李晶等人利用這M個巨樣本研究了人馬座星流，首次在能量角動量空間分析了星流，展示了星流的前臂和尾臂能量角動量的差異。
但是，第壹次創新並不是壹下子就做出來了。李靜回憶說:“每個階段我們遇到的問題都不壹樣。在2015和2016中，我們遇到的最大問題是如何區分M顆巨星和侏儒。由於缺乏對M巨星光譜的研究文獻，我們可以參考的資料也很少。在研究的前期，我們花了很多時間。經過各種嘗試，我們發現結合譜線特征以及紅外和近紅外顏色可以區分M巨星和矮星。”
李靜感謝支持這項研究的研究人員。中科院國家天文臺研究員劉超作為李晶的博士後導師，是該課題的發起者，起著關鍵的推動作用。國家天文臺研究員薛湘湘協助計算了人馬座星流的三維軌道參數，並進行了動力學討論。美國倫斯勒理工學院博士傑克·維斯(Jake Weiss)作為人馬座星流專家，在研究過程中提出了許多有價值的建議。
搜索人馬座星流成員
李晶指出:“我們能夠實現第壹次精確測量得益於LAMOST提供的海量光譜數據。大量人馬座星不僅有空間位置信息，還有視在速度信息。Gaia DR2精確的自行數據也為我們計算三維空間速度提供了完美的條件。"
人馬座星流是人馬座矮星系被銀河系強大的潮汐力坍縮後留下的痕跡。因為這個潮汐坍縮事件是最近幾十億年才剛剛發生的，所以它的結構在太空中是非常了不起的，就像壹條火紅的巨龍舞動了九天，從南到北穿越了整個銀河系。
此前已經有壹些科研團隊開展了人馬座星流的研究，大致可以分為兩類:壹類是用光度樣品探索人馬座星流的成員星，比較著名的工作包括2003年美國弗吉尼亞大學教授Majewski團隊開展的工作。他們首次從2MASS(近紅外光度巡天項目)樣本中勾勒出人馬座星流的分布，並對壹些高分辨率光譜成員星進行了跟蹤。壹個是美國倫斯勒理工學院教授紐伯格領導的團隊和英國劍橋大學教授別洛庫羅夫的團隊，利用SDSS(斯隆數字巡天項目)繼續探索人馬座星流。
“然而，由於缺乏速度信息，我們不知道人馬座在太空中的軌道走向。在此期間，各種模型試圖模擬人馬座星流的軌道分布，但都無法真實還原星流的軌道分布。”李靜說。
目前李靜對人馬座星流的新研究是在更多的恒星樣本中尋找人馬座星流的成員星，尤其是LAMOST數據中的K巨星。“我們已經探索了3000多個成員星樣本，這是目前最大的成員星樣本。”通過這個樣本，李晶等人繼續研究星流的化學豐度分布，包括金屬和其他元素的豐度。這些信息將有助於進壹步探索和了解人馬座矮星系，人馬座星流的前身。
李靜介紹了接下來的工作。“我們還將利用這些真實觀測到的成員星樣本來限制人馬座星流的模型，從而更準確地估算銀河系的引力勢，更真實地還原銀河系和矮星系的吸積和合並歷史。”
相關論文信息:doi:10.3847/1538-4357/ab 09 ef。