千萬光譜再翻倍 十年居世界之最
此次發布的DR10數據集是LAMOST于2011年10月至2022年6月觀測獲取的光譜數據,其中包含5923個低分辨率觀測天區,1951個中分辨率觀測天區。發布的2229萬條光譜數據包括1181萬條低分辨率光譜,1048萬條中分辨率光譜,中低分辨率光譜均突破千萬。此外,DR10發布數據中還包括一個約961萬組的恒星光譜參數星表。LAMOST發布光譜數和恒星參數星表數量,連續十年穩居國際第一。 具體的數據信息如下:
國家天文科學數據中心搭建了LAMOST DR10數據發布平臺。
2009年,驗收專家們在項目驗收時曾指出LAMOST是中國科技領域自主創新的典范,它將使人類觀測天體光譜的數目提高一個數量級至千萬量級,使中國在該領域處于國際領先地位。2019年,LAMOST成為全球首個發布光譜總數超千萬的巡天項目。四年時間,LAMOST獲取的光譜數量再翻一倍。如今,LAMOST已經獲取了兩千萬量級的光譜數據。在過去十年間,LAMOST開啟并引領了國際大規模光譜巡天之路,成為國際上大型光學望遠鏡的經典之作。
左圖為LAMOST DR10的低分辨率天區覆蓋圖,右圖為DR10的中分辨率天區覆蓋圖(袁海龍繪制)
解讀宇宙再升級 搶占科學制高點
LAMOST助力全球天文學家在銀河系結構與形成演化、恒星物理的探究、特殊天體和致密天體的搜尋等方面均取得了一批刷新紀錄、提高量級的重大突破性成果。 截止目前,來自中國、美國、德國、比利時、丹麥等國家和地區的194所科研機構和大學的1385位用戶正在利用LAMOST數據開展研究工作,已發表高質量論文1200余篇,引用13000余次。近兩年的科研成果呈現出井噴式增長態勢,LAMOST年均發表論文數超過200篇,其中國外天文學家發表的科學論文占40%以上,彰顯了LAMOST數據的國際影響力。LAMOST的科學產出已步入國際大型(6-10米)天文望遠鏡的先進行列。
1、繪制銀河的時空“畫像”
LAMOST兩千萬量級的光譜數據構筑了“數字銀河系”的根基,這對于繪制銀河系的時空“畫像”具有不可替代的科學意義。從“身高體重”到“樣貌身材”再到“成長歷史”,LAMOST助力天文學家多維度刻畫銀河系全貌。(1)天文學家利用LAMOST和歐空局蓋亞衛星(Gaia)的巡天觀測數據,獲取了銀河系迄今最為精確的25萬恒星的年齡信息,從時間軸上清晰還原了銀河系幼年和青少年時期的成長史,刷新了人們對銀河系早期形成歷史的認知。(2)天文學家精確測量出銀河系質量約為5500億倍太陽質量,相比國際其它團隊測量的平均值(約1萬億倍太陽質量)縮小了近一半,精度提高了近一倍。(3)天文學家揭示了反銀心方向上的子結構起源于銀河系外盤,結束了天文界長期以來關于反銀心子結構起源的爭議。研究還發現銀河系子結構可延伸至距離銀心9.78萬光年處,佐證了LAMOST發現銀河系尺寸從“二環”擴建到“五環”的結論。
2、破解恒星世界的謎團
恒星是研究天體物理最重要的探針,近年來,LAMOST在恒星物理的領域同樣大放異彩。(1)天文學家首次觀測到天體物理學中一個非常重要的基礎理論——“恒星初始質量函數”,隨著銀河系演化歷史和環境發生了顯著變化。該發現挑戰了恒星初始質量分布規律在宇宙各處都不變的經典理論。(2)國際團隊在銀河系內發現了一個目前宇宙中金屬元素含量最低的球狀星團遺跡,其中獲取的7顆有光譜的成員星中,包含了一顆LAMOST觀測的恒星,其金屬元素含量約為太陽的1/2500,挑戰了傳統認知中球狀星團的金屬含量下限。
3、推動“黑洞獵手計劃”新發現
2019年,天文學家利用LAMOST巡天優勢發現了一顆恒星級黑洞。近年來,LAMOST黑洞獵手計劃取得多項新進展:(1)天文學家在距離地球約1037光年處發現了一顆寧靜態中子星。(2)以色列天文學家用同樣的方法也發現了一個包含寧靜態中子星的雙星系統。(3)天文學家發現了一個包含極低質量白矮星和致密天體的雙星系統等。截止目前,LAMOST黑洞獵手計劃已陸續發現了10余個包含致密天體候選體的雙星系統。該系列工作為搜尋難以探測的寧靜態中子星、黑洞等致密天體起到了實質性推動作用,為進一步研究致密天體的性質和形成理論奠定了基礎。
4、搜尋星海里的罕見“明星”
宇宙中各種各樣的稀有天體如同星海中奇特又罕見的“明星”。搜尋宇宙中的稀有天體是非常有價值的工作。近年來,LAMOST發現的一批批稀有天體不斷亮相。(1)天文學家一次性發現了九顆罕見的超富鋰矮星,其中一顆的鋰元素含量達到太陽的31倍,刷新了此類恒星的鋰元素含量紀錄。(2)天文學家發現了人類已知的鋰元素含量最高的富鋰巨星。(3)天文學家揭示富鋰巨星的真身是紅團簇星。(4)天文學家揭秘類太陽恒星氦閃后普遍可以產生鋰元素。(5)天文學家發現了734顆極冷矮星,這是目前最大的極冷矮星樣本。該發現展示了LAMOST在暗端的觀測能力,證實了大口徑光譜巡天望遠鏡研究極冷矮星的可能性。(6)天文學家構建了目前最大的、具有高度一致性的高分辨極貧金屬星樣本,對研究銀河系形成和演化歷史具有重要價值。(7)天文學家一次性發現591顆高速星,其中43顆是超高速星。這是歷史上一次性捕獲高速星最多的研究工作,將人類歷時15年使用多個望遠鏡發現的高速星總量翻倍。
5、捕獲遙遠宇宙的信息
天文學家利用LAMOST在捕獲遙遠宇宙信息方面也取得了一些重要進展:(1)類星體是宇宙中最明亮的持續發光天體,是研究遙遠宇宙的重要探針。LAMOST證認的類星體總數達到56,176個,其中24,127個是LAMOST首次發現的。這使得LAMOST成為目前世界上發現類星體數目第二多的巡天項目。(2)天文學家發現了1547個致密星系,其中1417個為最新發現,包括大量綠豌豆星系、藍莓星系及紫葡萄星系。這些星系中距離地球最遠的達到90億光年左右。這是迄今一次性發現致密星系數量最多的研究工作,為了解早期宇宙星系的形成與演化提供了新的視角。
展望
2023年初,LAMOST DR8光譜數據庫已與美國斯隆數字巡天項目(SDSS)的 CasJobs數據系統完成了融合,這是繼法國斯特拉斯堡天文數據中心(CDS)VizieR系統、歐洲空間局ESASky平臺、德國虛擬天文臺(GAVO)后,LAMOST光譜數據庫又一次與國際頂級科學數據平臺的合作,此舉將顯著拓寬LAMOST數據使用的深度和廣度,進一步提升LAMOST的國際地位和影響力。 日升月恒,昭昭之宇。LAMOST第二期光譜巡天任務將于2023年6月結束,第三期光譜巡天計劃于2023年9月開啟。新征程,新目標,奮楫再出發。LAMOST將繼續守望星空,記錄和見證我國第一個天文重大科技基礎設施的發展歷程。