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3月14日，《科學》以封面文章方式宣布了德國馬克斯·普朗克研討所的我國博士生張翔宇與其導師Gregory Green協作完結的一項科研效果。
結合我國科學院國家地理臺郭守敬望遠鏡（LAMOST）的數據與歐洲航天局蓋亞衛星的數據，研討人員練習模型并構建了世界上首個億級恒星消光數據庫，發布了首幅掩蓋全天的銀河系三維塵土消光特性圖。這項研討完成了銀河系三維塵土散布與消光曲線的同步測繪，為地理觀測供給了重要參閱。
研討人員表明，新觀測的消光散布特征挑戰了傳統的塵土演化理論，或許暗示著星際有機物的某種“成長”機制。
星際塵土示意圖。圖片來歷： OPENVERSE。
“消光”差錯難解。
光學地理設備是地理學家探究世界的重要東西。經過運用光學望遠鏡等設備，地理學家能夠捕捉來自悠遠天體的光，然后獲取關于這些天體的各種數據，包含方位和運動、溫度和亮度、化學組成以及結構等。
可是，星際介質的存在會影響這些數據的精確性，就像隔著一層紗看景色，人們接收到的光信息與天體的真實情況一直存在差錯。星際介質是存在于恒星之間的物質和能量的總稱，大部分比氫和氦更重的元素都以固體小顆粒——塵土的方式存在。
這些塵土吸收并散射星光，使星星看起來更暗、更紅，這種現象被稱為“消光效應”。張翔宇文房四寶《我國科學報》，進行地理觀測時一般需求糾正消光效應，經過反推獲得天體的實際情況。
不同波長的光的消光作用不同，一般藍光的消光高于紅光。消光隨光的波長改變的特征被稱為“消光曲線”。“‘消光曲線’是精確地理觀測的必需品，也是研討塵土的標準、成分等理化性質和星際介質環境的要害觀丈量。”張翔宇表明。
但是，多年來，傳統的塵土研討面對兩難窘境。一方面，高精度光譜巡天數據往往不能掩蓋全天，難以將塵土歸入銀河系演化的結構來考慮；另一方面，依托測光的全天觀測，又很難捕捉消光曲線的改變。這讓地理學家有時只能經過“全銀河系的塵土消光曲線都相同”的假定展開研討，給世界學、系外行星等研討埋下系統性差錯的危險。
得益于“光譜之王”的共同優勢。
為了消除上述假定埋的“雷”，科學家的新辦法是在盡或許大的恒星樣本量中獲得更豐厚的數據集，用于練習和驗證模型，然后進步模型猜測的精確性和可靠性。這樣一來，即便觀測條件欠安或難以直接丈量的恒星，也能依據已有形式推算出較為精確的消光曲線。
在這項研討中，研討人員將被稱為“光譜之王”的LAMOST測定的精確恒星參數，與蓋亞衛星低分辨率光譜巡天數據聯系起來，終究完成了對1.3億顆恒星消光曲線和恒星參數的一起反推，構建出首幅掩蓋全天的、深度可達16308光年左右的銀河系三維塵土消光特性圖。
這一里程碑式效果的獲得，得益于LAMOST的共同優勢。張翔宇表明，LAMOST的大視場多目標光譜獲取才能，使研討者獲得了很多銀盤內處于中、高消光區的恒星的精確參數。一起，LAMOST的觀測數據廣泛掩蓋了多種恒星類型，使得依托LAMOST數據練習的模型能夠應用于1億多顆具有低分辨率光譜的恒星，極大拓寬了塵土圖的廣度和深度。
據了解，這項突破性效果將現在已丈量的銀河系恒星視野數進步了兩個數量級，建成了迄今世界上第一個“億級恒星消光數據庫”，第一次完成了全天的銀河系三維塵土散布與消光曲線的同步測繪。
撥開星際介質“迷霧”。
星際介質是銀河系中物質循環的重要一環，也是太陽等恒星的誕生地。
科研人員介紹，該研討創立的三維塵土立體圖掩蓋了巨大空間標準，將塵土理化性質歸入銀河系演化的大結構，提醒了塵土性質與恒星構成、銀河系結構的嚴密相關。銀河系中恒星構成區的消光曲線愈加平整，提醒了該區域塵土顆粒成長、聚合而構成更大塵土的進程，而銀河系中心方向的消光曲線愈加峻峭，顯現該區域或許存在的特別物理、化學環境致使塵土顆粒遍及較小。
傳統理論以為，越接近塵土云中心區域，塵土密度越高，塵土顆粒會因為吸積和聚合等機制“長大”，導致塵土的消光效應逐步與波長無關，消光曲線也越來越平整。
使用銀河系三維塵土散布與消光曲線，他們卻發現了天壤之別的現象：在部分塵土云鄰近，塵土密度越高，消光曲線反而越峻峭——藍光被吸收、散射得比紅光更多。
“這挑戰了根據傳統理論的認知。”對此，張翔宇以為，這或許暗示了一種星際有機物——稠環芳香烴的某種“成長”機制。
在相關專家看來，新發布的三維塵土消光特性圖打開了一扇全新的研討塵土與銀河系的窗口，既為地理觀測供給了重要參閱，也為天體化學、恒星構成和銀河系碳循環、生命來源等問題的研討供給了全新視角。
相關論文信息：http://doi.org/10.1126/science.ado9787。
（原標題為《首幅銀河系全天三維塵土消光特性圖發布》）。
