中法科學家揭示銀河系品質較之前測量變輕

IT之家 1 月 13 日消息，據國家天文台網站，銀河系總品質是天體實體的基本參數，與很多重要天體實體問題直接相關。近日，由國家天文台王建嶺副研究員領銜的國際團隊，與巴黎天文台 Francois Hammer 和楊雁賓博士合作，利用蓋亞衛星最新觀測資料，結合新一代動力學模組化方法，推導了銀河系重子物質與暗物質的品質分布。他們發現銀河系品質在 5 到 8 千億太陽品質之間，這表明銀河系比之前測量較輕。這一結果最近發表在國際期刊英國皇家月刊上。

據介紹，由于銀河系品質的重要性，在過去的幾十年裡，科學家一直在試圖精确測量銀河系品質及其分布情況。但前人的研究結果受到多方面的限制。首先，由于觀測樣本資料較小導緻了研究結果不确定性較大。其次由于缺乏高品質的 6 維相空間坐标，不得不采用簡單的假設條件推導銀河系品質，這導緻了較大的系統誤差。近年來大規模光譜巡天以及蓋亞衛星釋放的最新動力學資訊，提供了大量高品質的銀河系天體資料。現在正是研究銀河系結構、形成與演化的黃金時期。擺在天文學家面前的首要任務是如何利用這些高品質資料研究銀河系的結構以及形成。動力學模組化是研究銀河系結構的主要工具之一。

由國家天文台王建嶺博士以及法國巴黎天文台研究人員 Francois Hammer 和楊雁賓組成的國際團隊，利用新一代動力學模組化方法對銀河系進行動力學模組化，推導了銀河系重子物質以及暗物質的品質分布情況。他們利用蓋亞衛星的高精度自行資訊，計算了銀河系 150 個球狀星團的運動學資訊。利用馬爾可夫鍊蒙特卡羅方法（MCMC）把盤上的旋轉曲線與球狀星團動力學資訊相結合。他們采用了基于作用量分布函數方法對銀河系進行動力學模組化，克服了前人大量假設條件，進而得到更為真實的球狀星團的分布函數，以及銀河系物質分布情況。他們還采用了 N-體數值模拟技術研究了首次經過銀河系的大麥哲倫雲的可能影響。以及利用真實的宇宙學流體動力學模拟資料研究了大量未能弛豫的子結構對測量結果影響。

他們發現銀河系總品質範圍在 5 到 8 千億太陽品質範圍，這表明我們銀河系品質較之前認為的要輕。這一輕品質銀河系對衆多天體實體問題具有影響，例如銀河系的矮星系起源問題，宇宙學丢失衛星星系問題等。

▲ 比較銀河系旋轉曲線，紅色虛線是 Wang et al.(2022) 銀河系旋轉曲線測量，黑色與粉色虛線是暗物質與重物質貢獻的旋轉曲線 | 圖源：國家天文台網站