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(資料圖)

記者從中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)獲悉，近期，科研人員利用精確的紅巨星星震學(xué)年齡研究了銀河系薄盤(pán)的形成時(shí)間問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了目前已知的最早的薄盤(pán)星年齡約為95億年，這為闡釋銀河系薄盤(pán)的早期形成演化歷史提供了重要的觀(guān)測(cè)依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》（MNRAS）上。

天文學(xué)家普遍認(rèn)為，銀河系主要的特征結(jié)構(gòu)包括中心核球、銀盤(pán)和銀暈。其中，銀盤(pán)又包括厚盤(pán)和薄盤(pán)，且厚盤(pán)恒星先于薄盤(pán)恒星形成，即薄盤(pán)的年齡比厚盤(pán)的年齡更為年輕。薄盤(pán)的形成是銀河系在過(guò)去約80億年間的重要事件。薄盤(pán)和厚盤(pán)的形成圖像是怎樣的？最早的薄盤(pán)恒星是何時(shí)何地形成的？這些問(wèn)題一直困擾著天文學(xué)家，而解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于獲取精確的銀盤(pán)恒星年齡樣本。

星震學(xué)被認(rèn)為是目前獲取最準(zhǔn)確恒星年齡的方式之一。由于紅巨星的光度相對(duì)較高，可以作為示蹤天體探測(cè)到銀盤(pán)更遠(yuǎn)的距離，因此紅巨星是研究銀盤(pán)最好的探針之一。在赫羅圖中人們可以看到紅巨星的年齡與有效溫度的關(guān)系，50K的有效溫度系統(tǒng)差可以導(dǎo)致年齡測(cè)量10%的系統(tǒng)差，因此精確的恒星年齡獲取頗為困難。

該科研成果剖析了不同溫標(biāo)和模型對(duì)紅巨星年齡測(cè)量的影響，精確測(cè)定了LAMOST-Kepler樣本中5306顆紅巨星的年齡，年齡的典型誤差為12%，顯著提高了基于大樣本星震學(xué)數(shù)據(jù)的恒星年齡精度。在此基礎(chǔ)上，科研人員利用化學(xué)方法區(qū)分了薄盤(pán)和厚盤(pán)的恒星，探究了銀盤(pán)薄盤(pán)恒星年齡的分布，發(fā)現(xiàn)了其中最古老的薄盤(pán)星的年齡約為95億年，系統(tǒng)差反映了使用不同恒星演化模型估計(jì)的年齡。這與前人銀盤(pán)“雙內(nèi)落”模型的理論預(yù)期較為一致；在此時(shí)間內(nèi)，銀河系厚盤(pán)仍在形成恒星，表明銀河系的薄盤(pán)和厚盤(pán)恒星的形成存在共同的時(shí)間窗口。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，第一批薄盤(pán)星的金屬豐度分布及空間分布較為廣泛，這表明薄盤(pán)恒星中的內(nèi)盤(pán)和外盤(pán)恒星可能同時(shí)形成。這一科研成果是從星震學(xué)角度研究銀河系薄盤(pán)年齡的重要進(jìn)展，為進(jìn)一步探索銀河系早期形成演化歷史奠定了基礎(chǔ)。

圖為L(zhǎng)AMOST-Kepler紅巨星樣本的年齡分布，黑色線(xiàn)代表薄盤(pán)恒星，灰色線(xiàn)代表厚盤(pán)恒星。紅色點(diǎn)線(xiàn)代表模擬數(shù)據(jù)得到的最符合觀(guān)測(cè)的年齡直方圖，擬合表明，薄盤(pán)星最古老的恒星年齡約為95億年。