最新科研进展
近日，北京师范大学天文系与前沿科学研究所的博士生张若羿和苑海波教授等人，基于LAMOST光谱参数和Gaia XP无缝光谱计算了银河系的平均消光曲线。该研究提供了迄今为止基于最大样本量的平均消光曲线，新发现了消光曲线上的一个中等尺度结构（ISS），并证实了多个ISS的存在，这对于实现更精确的消光校正和尘埃性质研究具有重要意义。目前，该研究成果已被国际天文期刊《天体物理学报》（ApJ）发表。
宇宙中的尘埃对星光有着深远的影响。尘埃粒子会吸收从紫外（UV）到红外（IR）以及X射线波段的电磁辐射，随后以红外和微波辐射的形式再释放出吸收的能量。这些红外波段的再辐射可能重新分配宇宙中超过30%的光能。此外，尘埃粒子还会在X射线、紫外线、可见光和近红外波段散射光子。这些对星光的遮蔽机制（即吸收和散射）的综合效应被称为尘埃消光，而消光随波长的变化称为消光曲线（或消光规律）。消光曲线的整体形状（特别是其斜率）提供了关于尘埃粒子大小分布的重要信息，而其光谱特征则反映了尘埃的化学成分。此外，消光曲线还是理解恒星和星系本征性质不可或缺的一环。
O、B型星是研究消光曲线的极佳探针，因为它们的高光度使得它们能够在远距离以及穿过大量尘埃云的情况下被观测到。此外，它们的光谱中包含的谱线较少，易于进行模板匹配。因此过去的消光曲线研究通常基于几十到几百颗OB星的高分辨光谱和多波段测光数据。然而，观测视线数量的相对有限在一定程度上限制了我们对各种星际环境进行广泛采样的能力。因此，要全面进行关于尘埃性质、星际环境及其他星际介质特性之间关系的统计分析，仍然面临挑战。
图1：Rv依赖的消光曲线模型（Fitzpatrick，1999）。
图2：中值消光曲线与文献的比较。黑线表示中值消光曲线，灰色阴影表示25%到75% 的消光曲线分布范围。灰色虚线和波长标签表示可能的ISS（中等尺度结构）位置。
张若羿等人所在的研究团队利用 Gaia DR3 和 LAMOST DR7 中大约五百万个共同源的 Gaia XP 光谱，使用恒星配对法对消光曲线进行了直接测量。进而使用其中约 37 万个高质量光谱计算了银河系的平均消光曲线。该曲线的波长范围包括两个部分：336nm 至 1020nm 的XP光谱覆盖范围，以及通过幂律拟合红外色余比扩展至 4.6 µm。利用该消光曲线在487nm，769nm和 630 nm处确认了数个中等尺度结构，并新发现了位于 540 nm 处的特征。对于E(B-V)>0.15的高质量样本，平均 R55 为 2.730 ± 0.007，对应 RV 为 3.073 ± 0.009。
图3：中值消光曲线与文献模型以及测光数据的比较。上图：黑色实线和虚线分别表示中值消光曲线和红外幂函数。蓝色空心圆表示每个波段的中值 k(λ-55) 和中值 λeff。对应波段的名称标注在顶部。灰色虚线和波长标签表示可能的ISS位置。中图：通过从上方面板中的四个模型中减去中值消光曲线获得的残差。下图：与最佳拟合的RV值对应的残差曲线。
在红外波段，近红外幂指数 α 为 1.935 ± 0.037。通过与测光色余比较，较高的一致性表明该消光曲线在光学至近红外范围内均可靠。与文献中消光模型的对比，在光学波段一致性较好，而在红外部分本研究提出了新的消光曲线结果。这一基于迄今为止最大光谱数据集的消光曲线直接测量，为研究尘埃性质以及校正银河系内恒星光谱的消光提供了重要工具。
论文链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad613e
新闻来源：LAMOST之声
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