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交匯點訊 在廣袤的銀河系裡，有大量的疏散星團環繞著銀河中心運轉，它們是研究恆星演化的重點實驗室。近日，中國科學院紫金山天文臺首席科學家徐燁領導的研究團隊，利用歐洲航空局Gaia衛星資料搜尋到了700多個新的疏散星團候選體，在銀河系疏散星團搜尋方向上獲得新的突破。
什麼是銀河系疏散星團？團隊成員、紫金山天文臺郝超傑博士介紹，這是在同一個巨分子云中幾乎同時形成的數百至數千顆恆星構成的恆星集團，它們環繞著銀河中心運轉時，靠著微弱的引力吸引維繫在一起。有些疏散星團，像昴星團、鬼星團、畢星團等，甚至可以用裸眼直接看到。
昴星團。供圖：視覺中國
疏散星團對於研究像太陽等恆星的演化具有重要意義。因為星團中的恆星年齡和化學成分都相仿，它們的特性比單獨的恆星容易測量；而透過研究疏散星團內部恆星的空間分佈和運動可以為揭示星團形成的機制和條件提供機會；此外，在銀河系中，疏散星團的形成率大約是數千年一個，它們的年齡從幾百萬年到數十億年不等，所以它們是研究銀河系的形成歷史，包括銀河系旋臂演化和銀盤結構演化的優秀示蹤天體。徐燁團隊此前利用疏散星團的分佈、運動和迴歸研究了銀河系旋臂的演化，相關成果已於去年完成發表，這是國際上首次開展的銀河系旋臂演化研究工作。
一直以來，許多研究人員都致力於搜尋銀河系中的疏散星團。但是，在海量的資料中搜尋幾百顆恆星的特殊叢集是巨大的挑戰，最新發布的Gaia第三批早期資料就包括大約18億顆恆星的天體測量資料！
“我們團隊的主要目標是研究銀河系結構。2017年，我們正式將精力投入了Gaia，規劃使用又大又亮的年輕O型星、疏散星團、年老的紅團簇星等綜合一體研究銀河系結構，但是發現疏散星團的數目明顯不足，於是決定對其進行搜尋。”郝超傑說，在數以億計恆星構成的龐大資料中，團隊近十人幾年來投入了大量時間和努力來編寫程式、改善演算法，不斷探索搜尋技巧、改進搜尋方法、提高搜尋效率。
新發現的疏散星團候選體（黑色）和已知疏散星團候選體（橙色）在銀河系中的分佈。供圖：紫金山天文臺
銀河系的疏散星團數目眾多、千奇百怪、大小不同。徐燁團隊使用一種具有高空間解析度的機器學習方法，透過八個維度的恆星引數資訊，在不同的距離範圍內獨立地對銀盤上的疏散星團進行了搜尋。這一演算法的高空間解析度主要體現在：疏散星團在視線方向上層層重疊，遠處的星團往往被近處的星團遮擋，所以在不同距離範圍內獨立搜尋能夠將它們在距離上“解開”；但是這樣還不夠，銀河系中的恆星並不是均勻分佈，偏小的星團總是容易被偏大的星團掩蓋，那麼在恆星密集的地方和稀疏的地方分別採用自適應的搜尋引數才能夠找到那些被“埋沒”的星團。
透過這一演算法優勢，徐燁團隊發現了700多個新的疏散星團候選體，加上之前基於Gaia第二批資料的研究工作，共計發現了近800個疏散星團候選體，這相當於Gaia衛星資料中已知疏散星團數目的約40%。未來，該團隊將使用這些疏散星團，不斷對銀河系進行探索。
新華日報·交匯點記者 蔡姝雯
編輯: 謝詩涵
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