2022年1月23日, 星期日

星系动力学和银河系

      星系动力学是研究恒星、气体及暗物质运动的一门学科,目的是为了解释星系中主要的形态及运动学特征。星系动力学是现代星系形成及演化研究的理论基础学科。星系可以按形态分为椭圆星系、旋涡星系及棒旋星系。星系的形态主要受内部各成分的引力作用所主导,即恒星、暗物质和气体各自及其相互之间的引力效应。恒星组成了星系发光的部分。暗物质延展到星系的外围(比重子物质的空间尺度大一个量级),其包含的质量比恒星和气体加起来还要多。恒星与暗物质成分的运动完全由其引力所主导。 

      银河系是包含我们太阳系的星系。“银河”这个名字形象地描述了从地球看到的形态:夜空中的一条模糊的光带,而它则是由肉眼无法分辨的大量恒星组成。它看上去是一个条带状,因为银河系本身是一个盘星系,而且我们的位置在盘面之内。

      银河系是一个棒旋星系,直径在150,000到200,000光年之间。它可能包括了约1000亿到4000亿颗恒星。太阳系位于距离银心26,490光年的半径处,在猎户旋臂的内侧。银河系最内区10,000光年以内的恒星组成了银河系的核球,其中包含一个大质量的棒结构。银河系中心具有强射电辐射,即人马座A*,其中存在一个400万倍太阳质量的超大黑洞。

      随着目前蓬勃开展的地面及空间望远镜巡天项目,如Gaia、LAMOST、APOGEE等,银河系结构形成及演化已经成为现代天文学的前沿领域。这也正是交大天文系沈俊太教授团队的主要研究方向之一。该团队结合大样本观测数据(如Gaia、LAMOST)与计算机模拟,主要研究银河系核球区的结构与运动学,银盘的结构形成及演化,以及盘星系动力学。