银河系 从太阳出发，一路看尽反银心方向的“结构花”
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横跨天际的这条璀璨星河，令古往今来无数文人墨客魂牵梦绕，更让一代代天文人心驰神往。
银河系如同浩瀚宇宙中的一处岛屿，而我们就居住在这个“宇宙岛”之上，天文学家一直在努力探索银河这座恒星之岛究竟有多长多宽，是怎样的波澜壮阔，是如何的丰富多彩。而行走在这座宇宙岛之上的万千星辰演绎着怎样的车水马龙？又诉说着怎样的传奇故事？
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图2. 银河系示意图（图源：维基百科）
随着观测技术的进步，尤其重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST），它发布的千万光谱成为天文学家构建“数字银河系”的基石。恰逢欧洲航天局发射的盖亚卫星(Gaia)发布了十亿多颗恒星的精确距离、亮度和自行。因此LAMOST与Gaia的强强联手为天文学家研究银河系结构、形成与演化问题提供了有史以来最全面、最详细的数据资源。近年来，科研人员把握机遇，在银河系的研究上不断取得突破性进展。
近期，西华师范大学物理与空间科学学院李静副研究员与国家天文台薛香香研究员等人在银河系结构方面的研究又有新突破。团队利用LAMOST和Gaia数据，对位于反银心方向的麒麟座星环、三角座-仙女座星流和A13等子结构的起源开展研究，发现它们并不是来自银河系吸积的矮星系，而是银河系外盘的一部分。该成果已在国际知名天文期刊《天体物理学报》（2021,ApJ,910,1）上发表。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abd9bf
该研究结束了天文界长期以来关于反银心子结构起源的争议。研究还发现反银心的子结构可延伸到距离银河系中心近10万光年处，是经典银盘尺度的2倍。这也佐证了2018年中西国际团队利用LAMOST数据发现银河系尺寸比传统认知大一倍的结论。
目前我们认识的银河系包括核球、银盘和银晕。银盘是银河系恒星形成的主要区域。天文学家把银河系中心称为银心。人类生活在太阳系中，我们凝视银河的视角自然也是以太阳为基准点。在天文学家眼里，从太阳出发，朝向银河系中心的区域为银心方向，背离银心的区域称为反银心方向。
LAMOST银河系反银心方向巡天是LAMOST银河系巡天的重要组成部分，因此天文学家利用LAMOST反银心方向的大数据优势，开展了一系列反银心方向的科学研究。
天文学家对于反银心方向上子结构的研究如同一场星空旅行，收拾“数据行囊”从太阳出发，沿着反银心的方向辐射状撒网，一路寻找万千星辰绽放的“结构花”。见微知著，推陈出新。天文学家为描绘出完整的银河画卷努力添墨加彩。
沿途的“结构花”
关于银河系反银心结构的研究最早可以追溯到2002年。美国伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）的海蒂·纽伯格（Heidi Newberg）教授及其合作者发现，在银盘的外侧有一簇高度密集的恒星，呈现出恒星团块的模样，天文学家称这样的恒星聚集团块为恒星“子结构”，而这个子结构就是我们所熟知的麒麟座星环（也称麒麟环，Monoceros Ring）。
从我们所处的位置背对银河系中心沿着银盘向外望去，麒麟座星环距离我们大约3万光年，意味着它距离银河系中心约有6万光年（太阳距离银河系中心约3万光年）。当时，天文学家猜测这一团与众不同的恒星结构或许是矮星系被银河系潮汐力瓦解留下的印记，后来一些研究认为，麒麟座星环可能是银盘翘曲或者边缘增厚的一部分。之后10余年间，天文学家一直为揭开这些子结构的真正起源而不断搜寻证据。
随着研究的深入，反银心方向更多的子结构陆续被发现，剑桥大学桑吉卜·莎玛通过2微米全天巡天计划（2MASS）数据，在更远的反银心区域发现了“A13”结构，该结构距离银心7.1万光年，距离银河系中心大约8万光年。天文学家还发现了与麒麟座星环类似的另一个子结构，也就是著名的三角座－仙女座星流（Triangulum Andromeda Stream）。这两个子结构的距离都远远超出了传统上认为的银河系盘只有5万光年半径的边界。
这些“结构花”的发现不断刷新人们对银盘大小和结构特点的认知。早期发现的这些结构主要基于测光数据，当时反银心区域恒星光谱数据非常缺乏，而且银盘上消光严重，因此，早期天文学家对反银心结构并没有具体的分类。
直到2012年，李静等人利用美国斯隆数字巡天计划（SDSS）第八次数据释放发布的光谱，描绘了反银心子结构的特征，根据运动学性质的不同将反银心结构分为了反银心星流，东部带状结构，以及真正的低银纬麒麟座星环。
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