"Naturaleza": Los astrónomos revelan la formación temprana y la historia de la evolución de la Vía Láctea según los datos LAMOST del telescopio Guo Shoujing


La portada de la edición del 24 de marzo de la revista "Nature" - Star Chaser's Guide to the Galaxy


Diagrama esquemático de la integración temprana y la evolución de la Vía Láctea: el Big Bang hace 13 800 millones de años, el disco grueso comenzó a formarse hace 13 000 millones de años, el halo se formó hace 11 000 millones de años y el disco delgado de la Vía Láctea se formó hace 8 mil millones de años Fuente: Yu Jingchuan

Informe de Mysterious Earth uux.cn Según el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China: el 24 de marzo, hora de Beijing, la revista científica internacional "Nature" publicó un artículo de portada en forma de artículo de portada del Dr. . Xiang Maosheng y Hans del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania. -Un gran logro de la colaboración del Prof. Walter Rix. Basado en los datos de observación del Telescopio Guo Shoujing LAMOST, una importante infraestructura científica y tecnológica nacional operada por el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China, y el Telescopio Gaia Gaia, un satélite astrométrico de la ESA, los investigadores obtuvieron La información de edad estelar de muestra grande más precisa hasta la fecha ha restaurado claramente la formación y evolución de la Vía Láctea. Way durante su infancia y juventud según la serie temporal, reescribiendo la comprensión de las personas sobre la historia de formación temprana de la Vía Láctea.

La hermosa y vasta Vía Láctea en el cielo nocturno ha despertado innumerables imaginaciones e interminables exploraciones de personas desde la antigüedad. La Vía Láctea en la que nos encontramos es una galaxia de disco ordinaria entre innumerables islas cósmicas. Al igual que otras galaxias similares, ha estado en el pasado más de 100 veces. Cientos de miles de millones de estrellas se han integrado en los últimos 100 millones de años. Estas estrellas se distribuyen principalmente en el halo y disco galáctico de la Vía Láctea según sus posiciones, y el disco galáctico a su vez incluye un relativamente grueso disco grueso y relativamente delgado Un disco delgado extendido Sin embargo, cuándo y cómo se formaron el halo y el disco de la Vía Láctea, y cómo se ensamblaron y evolucionaron hasta convertirse en la colorida galaxia actual, una serie de preguntas de origen siempre han sido misterios científicos que los astrónomos necesitan resolver con urgencia. Al mismo tiempo, también es el principal objetivo científico del programa de observación astronómica del cielo a gran escala de muchos telescopios terrestres y espaciales en todo el mundo.

Los estudios anteriores generalmente creían que nuestra galaxia experimentó un proceso de formación violento en su infancia muy temprano, y una gran cantidad de gas pobre en metales colapsó astronómicamente, los elementos distintos del hidrógeno y el helio se llaman metales o rico. Las galaxias que contienen gas chocaron y se fusionaron para formar el halo estelar de la Vía Láctea. Luego, el gas se enfrió gradualmente para formar el disco galáctico primitivo, el disco grueso de la Vía Láctea. Finalmente, el gas se enfrió aún más con el tiempo y comenzó a formar el disco delgado de la Vía Láctea. . La formación es un proceso duradero y ordenado que ha continuado desde hace unos 8 000 millones a 10 000 millones de años. Sin embargo, estas imágenes proceden principalmente de simulaciones numéricas y de la especulación de la gente sobre pruebas observacionales fragmentadas. Afortunadamente, la aparición de grandes datos observacionales astronómicos ha hecho que la Vía Láctea evoluciona. La imagen se está reescribiendo, y ha llegado el momento de desbloquear la polvorienta historia de la galaxia.

LAMOST lanzó decenas de millones de datos espectrales estelares, que se convirtieron en la piedra angular de la Vía Láctea digitalizada. El satélite Gaia lanzado por la ESA proporcionó la ubicación y los mapas en movimiento de 1.400 millones de estrellas. Una combinación perfecta para que los astrónomos rastreen la integración y La historia evolutiva proporciona una ventaja única.

El Dr. Xiang Maosheng y el Prof. Rix construyeron una muestra de datos de alta calidad que contenía 250 000 estrellas subgigantes según los datos de LAMOST y Gaia, y obtuvieron sus edades precisas. La edad estelar es la cantidad física de estrellas más difícil de medir con precisión, y También se puede decir que es una de las magnitudes físicas más difíciles de medir con precisión en el campo de la astronomía, gracias al estudio de galaxias LAMOST y otros proyectos internacionales de estudio del cielo, se ha ido haciendo realidad en los últimos años para obtener la edad de una muestra grande de estrellas Sin embargo, la investigación anterior obtuvo Una muestra grande de estrellas tiene típicamente un error de edad del 20% o más, mientras que la muestra estelar que logra una determinación de edad del 10% es muy pequeña, y el espacio muestral y el parámetro rango son muy limitados.

Las estrellas subgigantes son estrellas que se encuentran en la etapa de transición de la etapa de evolución de la secuencia principal estelar a la etapa de evolución de la estrella gigante roja. Sus parámetros observables, especialmente su luminosidad, son extremadamente sensibles a su masa y edad iniciales, por lo que sus edades son relativamente fácil de determinar con precisión. Sin embargo, las estrellas en La evolución de la etapa subgigante es muy rápida, lo que resulta en relativamente pocos subgigantes. Usando los grandes datos espectrales de LAMOST, Xiang Maosheng midió con precisión los parámetros atmosféricos de 7 millones de estrellas, y combinado con el Gaia datos para obtener parámetros de cinemática orbital y luminosidad estelar de alta precisión. De estos 7 millones de estrellas, se analizaron 250.000 subgigantes y se determinaron sus edades precisas. La precisión de edad promedio de las muestras fue del 7%, y la cobertura de abundancia de elementos metálicos varió de - 2,5 de 1/300 del contenido de metal del sol a 0,5 3 veces el contenido de metal del sol, con una cobertura espacial de 30.000 años luz. Esta es la primera vez que se obtiene la edad de alta precisión de una muestra tan grande de estrellas en un rango tan amplio de espacio y abundancia de metal estelar en la Vía Láctea, rompiendo con éxito los datos. Ha dado un paso histórico en el estudio de la formación y evolución de la Vía Láctea.

Según la identificación de las características de movimiento y el ADN químico abundancia de elementos, dividieron las 250 000 estrellas en dos grupos: un grupo de estrellas caracterizadas por formarse en un proceso dinámico relativamente silencioso del disco delgado estirado de la Vía Láctea; el otro grupo formado en halos galácticos y estrellas de disco grueso con procesos violentamente turbulentos.

El equipo de investigación encontró que las edades de estos dos grupos de estrellas están igualmente claramente divididas en dos grupos distintos con un límite de aproximadamente 8 mil millones de años. Es decir, en términos de tiempo, la historia de integración y evolución de la Vía Láctea es dividida en dos etapas claras, desde hace 13 mil millones de años hasta la etapa temprana de hace 8 mil millones de años y la etapa tardía de hace 8 mil millones de años hasta el presente. La etapa temprana formó el disco grueso y el halo de la Vía Láctea, y la tardía etapa formó el disco delgado de la Vía Láctea.

La resolución temporal ultraalta permitió al equipo de investigación obtener una imagen clara de la integración y el enriquecimiento tempranos de la Vía Láctea: el disco grueso de la Vía Láctea comenzó a formarse hace 13 mil millones de años, solo 800 millones de años después de la Gran Explosión correspondiente a El corrimiento al rojo cosmológico es 7. Las estrellas de disco grueso más antiguas son incluso entre 1 y 2 mil millones de años más antiguas que las estrellas del halo en la Vía Láctea. Se cree que la estructura del halo en la Vía Láctea es principalmente la de cien manos. La galaxia enana gigante de Encélado Gaia -Salchicha-Encélado, GSE se formó cuando la Vía Láctea chocó y se acrecentó y fusionó. Es decir, el primer disco grueso se formó entre 1 y 2 mil millones de años antes que la estructura de halo estelar principal que vemos hoy. , que refrescó la vista de la Vía Láctea. La cognición tradicional que formó la historia temprano.

Después de más investigaciones, Xiang Maosheng et al. también descubrieron que, aunque la formación del disco grueso continuó durante aproximadamente 5 mil millones de años, desde hace 13 mil millones de años hasta hace 8 mil millones de años, el contenido de elementos metálicos aumentó 30 veces durante este período. Sin embargo, aunque este ciclo duró 5 mil millones de años, los autores encontraron que la mayoría de las estrellas de disco grueso se formaron en un estallido concentrado hace unos 11 mil millones de años. Al mismo tiempo, usaron datos de edad para encontrar que la fusión de las estrellas enanas Galaxy GSE con la Vía Láctea temprana ocurrió hace unos 11 mil millones de años. También fue hace 11 mil millones de años, que es mil millones de años antes de lo que se pensaba anteriormente. Las dos edades coinciden estrechamente, y el equipo de investigación cree que esto no es un accidente, pero sugiere fuertemente que la actividad de formación de estrellas del disco grueso fue afectada por el evento de impacto GSE significativamente estimulado.

El gas que formó las estrellas del disco grueso se agotó hace unos 8 mil millones de años y cesó la formación del disco grueso. Casi al mismo tiempo, comenzó a acumularse nuevo gas alrededor de la Vía Láctea en un disco más delgado para formar el disco delgado de la Vía Láctea estrellas Disco delgado El proceso de formación ha continuado hasta el día de hoy.

En este punto, se ha presentado una imagen de la formación y evolución de la Vía Láctea temprana que se ha representado con precisión en una línea de tiempo. Los revisores de la revista Nature comentaron que este resultado es la primera vez que la historia de formación de la A la Vía Láctea se le puede proporcionar una representación tan clara.

Como representante de las galaxias ordinarias, la Vía Láctea es nuestro laboratorio clave para estudiar la formación y evolución de las galaxias ordinarias en el universo. Puede ayudar a los astrónomos a rastrear las maravillosas historias que sucedieron desde el universo primitivo hasta la actualidad.


Informes relacionados: los resultados de LAMOST aparecen en la portada de "Nature" con 250.000 estrellas escribiendo la línea de tiempo evolutiva de la Vía Láctea

Informe de Mysterious Earth uux.cn Según China Science News Gan Xiao: Durante los últimos 10 mil millones de años, la Vía Láctea donde estamos ubicados ha integrado cientos de miles de millones de estrellas, principalmente distribuidas en la protuberancia central de la Vía Láctea, el halo y la galaxia. En el disco. ¿Cuándo y cómo se formaron el halo y el disco galáctico, y cómo evolucionó hasta convertirse en la colorida Vía Láctea que es hoy?

El 24 de marzo, hora de Beijing, la portada de "Nature" publicó los datos de la encuesta obtenidos del Telescopio Guo Shoujing LAMOST, una importante infraestructura científica y tecnológica nacional operada por el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China, y el Telescopio Gaia Gaia, un satélite astrométrico de la Agencia Espacial Europea. El Dr. Xiang Maosheng y el Prof. Hans-Walter Rix y otros investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania obtuvieron la información de edad estelar de muestra grande más precisa para fecha, y restauró claramente la formación y evolución de la Vía Láctea durante su infancia y juventud según la serie temporal. .

Los estudios muestran que el disco grueso de la Vía Láctea comenzó a formarse hace 13 mil millones de años, solo 800 millones de años después del Big Bang, el halo se formó hace 11 mil millones de años y el disco delgado de la Vía Láctea se formó hace 8 mil millones de años Este resultado refrescó el conocimiento de la gente sobre la historia de la formación temprana de la Vía Láctea.

El big data astronómico abre la polvorienta historia

Investigaciones anteriores creían que la Vía Láctea colapsó por gas pobre en metales o galaxias ricas en gas que chocaron y se fusionaron entre sí para formar el halo estelar de la Vía Láctea en el "período infantil" muy temprano, y el gas se enfrió gradualmente para formar un disco grueso de la Vía Láctea, que se enfrió aún más para formar la Vía Láctea. Discos delgados. Los discos delgados se formaron de manera persistente y ordenada desde hace unos 8-10 mil millones de años hasta el presente.

En opinión de los investigadores, estas imágenes provienen principalmente de simulaciones numéricas y la especulación de la gente sobre evidencia observacional fragmentada. Afortunadamente, la aparición de grandes datos de observaciones astronómicas ha hecho que la Vía Láctea evolucione. La imagen se está reescribiendo y ha llegado la era de abrir la polvorienta historia de la Vía Láctea.

LAMOST lanzó decenas de millones de datos espectrales para convertirse en la piedra angular de la Vía Láctea digitalizada, mientras que el satélite Gaia lanzado por la ESA proporcionó la ubicación y los mapas en movimiento de 1400 millones de estrellas. La combinación de los dos permite a los astrónomos rastrear la integración y evolución de la Vía Láctea. La historia proporciona una ventaja única.

La edad exacta de 250.000 estrellas

En los últimos resultados publicados en "Nature", los investigadores utilizaron los parámetros atmosféricos de 7 millones de estrellas LAMOST y combinaron datos de Gaia para obtener parámetros de cinemática orbital y luminosidad estelar de alta precisión.

Luego, se seleccionan 250 000 subgigantes de estos 7 millones de estrellas para determinar sus edades precisas. "Las subgigantes son una especie de etapa estelar que se encuentra en la transición de la etapa de evolución de la secuencia principal estelar a la etapa de evolución de la estrella gigante roja, y sus la edad es relativamente fácil de determinar con precisión". Xiang Maosheng dijo al "China Science Journal", "pero la evolución de las estrellas en la etapa subgigante es muy rápida, lo que resulta en estrellas subgigantes relativamente raras".

Este logro ha construido una muestra de datos de alta calidad de 250 000 subgigantes y ha obtenido sus edades precisas. La precisión de la edad promedio de las muestras es del 7 %, y la cobertura de la abundancia de elementos metálicos varía de -2,5 de 300 puntos del metal del sol. contenido 1 a 0,5 3 veces el contenido de metal del Sol, con una cobertura espacial de 30.000 años luz.

Se entiende que esta es la primera vez que se obtiene la edad de alta precisión de una muestra tan grande de estrellas en un rango tan amplio de espacio y abundancia de metal estelar en la Vía Láctea. Un paso icónico.

Cronología de la evolución de la Vía Láctea

Desde entonces, los investigadores han dividido las 250 000 estrellas en dos grupos: un grupo de estrellas caracterizado por la formación de un disco delgado y extendido de la Vía Láctea en un proceso dinámico relativamente tranquilo, y un grupo de estrellas formado en una dinámica violentamente proceso turbulento Estrellas de disco grueso.

El estudio encontró que las edades de estos dos grupos de estrellas están igualmente claramente divididas en dos grupos distintos con un límite de alrededor de 8 mil millones de años. En términos de tiempo, la historia de integración y evolución de la Vía Láctea está dividida en dos claros etapas, a partir de 13 mil millones de años. Etapa temprana hasta hace 8 mil millones de años y etapa tardía desde hace 8 mil millones de años hasta el presente. La etapa temprana formó el disco grueso y el halo de la Vía Láctea, y la etapa tardía formó el disco delgado de la Vía Láctea. Camino.

Las estrellas de disco grueso de la Vía Láctea comenzaron a formarse hace 13 000 millones de años, que es solo 800 millones de años después del Big Bang, y las estrellas de disco grueso más antiguas son incluso unos 2 000 millones de años más antiguas que las estrellas del halo de la Vía Láctea La Vía Láctea Se cree que la estructura del halo interno se formó principalmente cuando el "Gigante de cien manos Encelado" Gaia-Salchicha-Encelado, GSE chocó con la Vía Láctea primitiva y se acrecentó y fusionó.

Explique a Maosheng: "Es decir, el disco grueso temprano se formó 2 mil millones de años antes que la estructura de halo estelar principal que vemos hoy, lo que refresca la comprensión tradicional de la historia de la formación temprana de la Vía Láctea".

Después de más investigaciones, los investigadores encontraron que aunque la formación del disco grueso duró 5 mil millones de años desde hace 13 mil millones de años hasta hace 8 mil millones de años, la mayoría de las estrellas de disco grueso se formaron en una explosión concentrada hace unos 11 mil millones de años, lo cual es altamente consistente con el momento en que la galaxia enana GSE se fusionó con la Vía Láctea temprana.

En este sentido, el equipo de investigación cree que esto no es un accidente, pero sugiere fuertemente que la actividad de formación estelar del disco grueso fue estimulada significativamente por el evento de impacto GSE.

Después de eso, el gas que formó las estrellas del disco grueso se agotó hace unos 8 mil millones de años, y la formación del disco grueso se detuvo. Al mismo tiempo, comenzó a acumularse nuevo gas alrededor de la Vía Láctea en un disco más delgado para formar el El proceso de formación del disco ha continuado hasta el día de hoy. En este punto, se presenta una imagen cronológica precisa de la formación y evolución de la Vía Láctea temprana.

"Coloque una serie de eventos importantes en la formación de la Vía Láctea en un eje de tiempo preciso para formar una historia detallada de la Vía Láctea, que es muy importante para nosotros para conocer y comprender la historia de integración y evolución de la galaxia que están adentro. También es la importancia clave del trabajo actual ", enfatizó Xiang Maosheng.

Los revisores de "Nature" comentaron que este logro nos ayudó a comprender mejor cómo se formó la Vía Láctea a través de un método innovador para estimar con precisión la edad de las estrellas. Con la acumulación de datos de estrellas de muestra más grandes en la Vía Láctea, la la imagen de la formación y evolución de la Vía Láctea se hará más clara.

Informes relacionados: ¿Qué edad tiene la Vía Láctea? La última investigación realizada por astrónomos cree que se formó hace unos 13 mil millones de años

Informe de Mysterious Earth uux.cn Según Chinanews.com: ¿Qué edad tiene la Vía Láctea? ¿Cómo se formó y evolucionó? La revista académica de renombre internacional "Nature" publicó como artículo de portada el 24 de marzo, hora de Beijing Los astrónomos El último trabajo de investigación señala que la Vía Láctea puede haber pasado por diferentes etapas de evolución, comenzando con la formación de estrellas de disco hace unos 13 mil millones de años.

El resultado de este importante estudio astronómico proviene del cálculo preciso de la edad de casi 250 000 estrellas, realizado por el Dr. Xiang Maosheng y el profesor Hans-Walter Rix del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania. Están basados ​​en The Guo El Telescopio Shoujing Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Astronomical Telescope, LAMOST operado por el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia China de Ciencias y el Telescopio Gaia Gaia, un satélite astrométrico de la Agencia Espacial Europea, obtuvo el sondeo más preciso datos hasta ahora. La información de edad estelar de muestra grande restaura claramente las imágenes de formación y evolución de la Vía Láctea en su infancia y juventud de acuerdo con la serie temporal, reescribiendo la comprensión de las personas sobre la historia de formación temprana de la Vía Láctea.

Con el fin de estudiar la historia de la formación de la Vía Láctea, los dos astrónomos identificaron unas 250 000 estrellas en la etapa subgigante a partir de los datos del estudio del cielo del telescopio, y su volumen espacial representa una gran parte de la Vía Láctea. Estimaron que el individuo estrellas de estas estrellas Las edades oscilaron entre 1.500 millones y 13.800 millones de años, y estudios posteriores confirmaron y caracterizaron el origen de diferentes elementos estructurales en estrellas de disco y halo, mostrando que la formación del disco grueso de la Vía Láctea comenzó hace unos 13.000 millones de años, solo 800 millones de años después del Big Bang.

La última investigación muestra que, en términos de tiempo, la historia de integración y evolución de la Vía Láctea se divide en dos etapas claras, desde la etapa temprana de hace 13 mil millones de años hasta hace 8 mil millones de años y la etapa tardía de 8 mil millones de años desde hace hasta el presente. La primera etapa formó el disco grueso y el halo de la Vía Láctea, con la formación del disco delgado de la Vía Láctea en las últimas etapas.

"Nature" publicó el artículo "News and Views" de astrónomos estadounidenses al mismo tiempo, argumentando que la edad, la composición y el movimiento de las estrellas en este estudio reflejan el proceso dinámico de formación de la Vía Láctea, y más datos conducirá a estrellas más grandes de la Vía Láctea El tamaño de la muestra ha llevado a una comprensión más clara de la formación de la Vía Láctea.

El Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China declaró que en este estudio sobre el origen y la evolución de la Vía Láctea, el telescopio Guo Shoujing lanzó decenas de millones de datos espectrales estelares, que se convirtieron en la piedra angular de la Vía Láctea digitalizada, y el satélite Gaia proporcionó las ubicaciones y los mapas en movimiento de 1400 millones de estrellas. La "combinación perfecta" brinda a los astrónomos una ventaja única para rastrear la integración y evolución de la Vía Láctea.

Al mismo tiempo, gracias al estudio de la Vía Láctea del Telescopio Guo Shoujing y otros proyectos de estudios internacionales, la obtención de la edad de una gran muestra de estrellas se ha convertido gradualmente en una realidad en los últimos años. Este último estudio es la primera vez en el vasto rango espacial de la Vía Láctea y el metal estelar Obtener la edad de alta precisión de una muestra tan grande de estrellas dentro del rango de abundancia ha superado con éxito las limitaciones de los datos y ha dado un paso histórico en el estudio de la formación y evolución de la vía Láctea.




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