凝望十余載 勾畫(huà)星河影

歷經(jīng)17年，美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)天文學(xué)家主導(dǎo)的重大科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)繪制出迄今最精確銀河系結(jié)構(gòu)圖，清晰地展示銀河系是一個(gè)具有4條旋臂的棒旋星系。

銀河系結(jié)構(gòu)是天文學(xué)中長(zhǎng)期懸而未決的重大科學(xué)問(wèn)題。美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)的天文學(xué)家主導(dǎo)成立了“銀河系棒和旋臂結(jié)構(gòu)遺珍巡天”重大科學(xué)計(jì)劃，經(jīng)過(guò)十余年研究最終破解。這是人類(lèi)繼認(rèn)識(shí)地球和太陽(yáng)系后，跨入巨大銀河系的關(guān)鍵一步。

（選自《人民日?qǐng)?bào)》2020年4月29日，有刪改）

素材解讀

1.距離遙遠(yuǎn)，觀測(cè)困難

銀河系結(jié)構(gòu)是天文學(xué)中長(zhǎng)期懸而未決的重大科學(xué)問(wèn)題。

早在1785年，英國(guó)著名天文學(xué)家赫歇爾通過(guò)恒星記數(shù)的方法，第一次提出銀河系是一個(gè)由億萬(wàn)顆恒星組成的扁平系統(tǒng)。但長(zhǎng)期以來(lái)，這個(gè)扁平的恒星系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一直沒(méi)有人弄清楚。這是因?yàn)殂y河系太大了?，F(xiàn)代研究表明它的直徑約為10萬(wàn)至18萬(wàn)光年，太陽(yáng)系離銀河系中心很遠(yuǎn)，且位置接近銀道中心面，因此我們所看到的旋臂都重疊投影在天球上而無(wú)法分辨，同時(shí)，我們又無(wú)法離開(kāi)銀河系，到幾百萬(wàn)光年以外的宇宙空間來(lái)回眸銀河系，恰如“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”。

2.國(guó)際合作，數(shù)據(jù)共享

為加深對(duì)銀河系結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，21世紀(jì)初，美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)的天文學(xué)家主導(dǎo)成立了由8個(gè)國(guó)家22位天文學(xué)家參加的“銀河系棒和旋臂結(jié)構(gòu)遺珍巡天”重大科學(xué)計(jì)劃，簡(jiǎn)稱貝塞爾計(jì)劃。

從2003年到2019年貝塞爾重大研究計(jì)劃基本結(jié)束，研究團(tuán)隊(duì)測(cè)量了銀盤(pán)上163個(gè)大質(zhì)量恒星形成區(qū)中脈澤源的距離和自行，結(jié)合國(guó)際上其他團(tuán)組測(cè)量的37個(gè)脈澤源，共獲得了銀河系中近200個(gè)大質(zhì)量恒星形成區(qū)的距離和自行。

為了測(cè)量一個(gè)脈澤源的距離和它的自行，在一年內(nèi)至少要觀測(cè)5次，每次觀測(cè)時(shí)間約為5小時(shí)，每一小時(shí)的觀測(cè)約需要20個(gè)小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和寫(xiě)報(bào)告。國(guó)際團(tuán)隊(duì)成員處理后的數(shù)據(jù)，均進(jìn)行了共享。

3.接力參與，成果迭出

在由美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)的天文學(xué)家為主導(dǎo)的貝塞爾計(jì)劃中，中國(guó)天文學(xué)家起著重要作用，計(jì)劃中有一半成果來(lái)自中國(guó)團(tuán)隊(duì)。

截至2019年底，在貝塞爾計(jì)劃的163個(gè)目標(biāo)脈澤源中，中國(guó)天文學(xué)家觀測(cè)分析了其中85個(gè)。貝塞爾計(jì)劃在國(guó)際知名的天文和天體物理刊物上發(fā)表了35篇論文，其中中國(guó)天文學(xué)家發(fā)表了16篇。

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