LAMOST|时隔两年，这个大望远镜又发现两颗逃离黑洞的星星

两年前，中科院国家天文台研究员赵永恒老师在CC讲坛给我们讲述了一颗“逃离黑洞的星星”，这个星星就是超高速星。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=q1400vjoj40&width=500&height=375&auto=0赵永恒|逃离黑洞的星星

银河系中的大多数恒星都像太阳一样，以约200千米每秒的速度绕银河系中心运动。所谓超高速星是指一类速度高到能够脱离银河系引力束缚的恒星，如果寿命允许，它们将最终飞出银河系。这种天体被发现近十年以后，全世界总共发现了大约20颗，LAMOST发现了第一颗。

两年过去了，这个世界上口径最大的大视场望远镜不断传出好消息，今天小编就给大家分享三个LAMOST的最新成果。

NO.1

令人兴奋的一对超高速星

2017年9月，云南大学中国西南天文研究所刘晓为教授团组基于LAMOST望远镜大规模银河系光谱巡天，最新发现了两颗距地球7万多光年的超高速星，分别命名为LAMOST-HVS2和LAMOST-HVS3。

这是基于LAMOST大规模银河系光谱巡天发现的第二和第三颗超高速星。首颗超高速星的发现者沃伦·布朗教授第一时间发来贺信，称这是“令人兴奋的一对超高速星发现” 。

20世纪80年代末，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室天体物理学家杰克·希尔提出，运动到银河系中心超大质量黑洞附近的双星系统有可能被黑洞巨大的潮汐力所瓦解，被瓦解的双星系统的一颗恒星被高速抛出，成为超高速星。

此次由黄样（LAMOST特聘青年研究员）牵头发现的两颗超高速星均是离银河系中心较近（100万光年以内）的明亮天体。其中LAMOST-HVS2是目前发现的距银心最近的超高速星。这非常有利于对它们进行更为细致的后续观测和研究。

尤其是结合欧空局新一代天体测量卫星Gaia即将释放的高精度自行数据之后，将有望对超高速星的产生机制、银河系中心超大质量黑洞的性质以及银河系暗物质晕的质量分布给出极为严格的约束。

NO.2

发现银河系更大银盘

2017年10月，国家天文台研究人员刘超、徐岩等人使用LAMOST的红巨星样本绘制了银河系外围结构切面图，发现银河系的盘比以前认识的大25%。银河系的外盘一直延展到19千秒差距，其间没有看到银盘的截断，即银盘没有明显的外边界，而是光滑地过渡到了恒星晕。 

以往的研究认为银盘的半径大约只有14-15千秒差距，之后会有一个明显的截断，很多理论研究据此推演银河系的形成和演化历史。尽管有研究在距离银心20千秒差距的地方陆续发现了少量的年轻恒星，但是直到这项工作，人们才真正系统地看到了银河系外盘的庐山真面目。

这样一个更大且平滑的外盘形状需要完全不同的理论进行解释。这一发现对于理解银河系的形成、银盘的演化，特别是外盘如何自内向外形成都具有深远意义。

NO.3

精确估计上百万颗恒星的年龄

2017年10月，国家天文台博士后、LAMOST特聘青年研究员向茂盛等人基于LAMOST获取的海量恒星光谱数据，从中遴选出了包含近百万颗处于恒星演化主序拐点或亚巨星阶段的恒星样本，并利用作者此前构建的包含400多万颗恒星的大气参数、元素丰度、消光、距离及运动学信息的LAMOST DR4增值星表中提供的精确恒星基本参数，结合贝叶斯分析方法，得出了这些样本恒星的精确年龄和质量估计，其中近一半恒星的年龄精度达到20－30%。该样本将具有可靠年龄信息的恒星数量扩大了两个量级以上，而且大大拓展了它们的空间覆盖范围。

同时，这些恒星具有三维位置、三维速度、铁元素和α元素丰度等信息且选择函数简单明确，为全面揭示银河系特别是银盘的星族、结构、起源和演化提供了独特和关键的数据。  

年龄是决定恒星演化状态的一个关键物理量。获取大样本恒星的年龄对于实现银河系星族普查，揭示银河系起源及集成和演化历史具有十分重要的意义。然而，由于缺乏记录恒星年龄的精确“时钟”，恒星年龄估计极其困难，人们只能依靠恒星演化模型，通过将观测性质与模型进行比较的方式对恒星年龄给出粗略估计。而这需要精确的恒星基本参数（有效温度，金属丰度，绝对光度或表面重力加速度），而且通常只适用于那些观测性质对年龄敏感性好的恒星类型，如主序拐点星和亚巨星。

因此，尽管一些大规模测光和光谱数字巡天在过去数十年间得以开展，获取了大量恒星的精确位置、颜色、视亮度、类型、运动学和化学性质，但是长期以来大样本恒星的精确年龄信息几乎依旧是空白。

截止到LAMOST银河系巡天实现以前，具有比较可靠（精度达30%以上）年龄估计的（场）恒星仅有数千颗，绝大部分局限于太阳邻域200秒差距以内。相较于分布在银河系数十万秒差距内的上千亿颗恒星而言，这仅仅是九牛一毛。 

利用选出的该恒星样本，作者还发现银盘恒星在年龄－金属丰度和年龄－α元素与铁元素丰度比空间的分布呈现出双支序列特征，暗示银盘的化学增丰历史经历了两个不同的过程，其中一个过程可能对应了银河系厚盘的形成，它发生在银河系早期且在距今80亿年以前就基本终止了，而另一个过程对应了银河系薄盘的形成，它开始于距今80到100亿年前，至今仍处于成长过程中。

恒星年龄在银道坐标系（l，b）下的分布。图中显示，|b|<15o的银道面区域由年轻恒星主导，恒星年龄随银纬增加而增大。 

此外，作者还发现在太阳位置以外的银盘区域，恒星年龄分布存在显著的“边缘增厚”现象，即越往外年轻恒星越有可能出现在距离银道面越高的区域，这将为银盘的形成和演化模式提供强烈限制。 

注：LAMOST三大新成果的有关资料来源于中科院国家天文台网站。

LAMOST

LAMOST，大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜，中文名叫郭守敬望远镜。最早是由两位院士在1992年提出的，2008年在国家天文台的兴隆观测站正式落成。它是由两面镜子构成的成像系统，中间是放焦面。 

LAMOST望远镜最突出的特点是大口径（4米）兼大视场（5度）。在天文观测中，0.5度的大小大概就是月亮的大小，而LAMOST的最大视场能做到直径上可以拍10个月亮。

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