仙女星系中星团搜索:新方法,新突破

  仙女星系M31是距离我们银河系最近的一个大型旋涡星系,是天文学家研究星系形成与演化的理想天体物理实验室。星团包括年轻的疏散星团、年老的球状星团以及年轻的大质量星团。它们广泛分布在星系从核球、盘到外晕的各个区域,记录了星系的早期形成与演化历史过程,是揭示星系集成历史的绝佳工具。

  长期以来,天文学家一直致力于对M31中星团的证认,以获得完备的M31星团样本。近年来的大视场测光与光谱巡天为我们证认M31中星团提供了机遇。但是如何从深度大视场测光巡天所提供的数千万幅图像中寻找并证认到我们需要的特殊天体是目前困扰我们的一个难题。

  云南天文台丽江观测站龙潜研究员与国家天文台王守成博士、马骏研究员、云南大学陈丙秋副教授等人合作,从LAMOST DR6 数据中挑选出M31中星团,银河系前景天体和背景星系,结合文献中给出的M31星团与非星团样本作为训练样本,构造了一类双通道深度卷积神经网络(CNN)模型,该模型在测试集中能达到99%的准确率。利用这个模型,研究人员从PAndAS测光巡天获得的2100多万幅图像中证认出117个高置信度的M31星团候选体(图1),大多数候选源为M31星系盘中年轻的星团;另外有8颗位于离M31中心超过25 kpc的遥远晕中,它们是年老的球状星团。

  该项研究工作已于近日在国际天文学主流期刊《天文与天体物理学》(A&A)上发表。

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  图1. M31中新证认的M31星团候选体的空间分布。图中红色Y字符号为M31中心,红色椭圆表示了M31盘的范围。新证认的117个M31星团候选源(蓝色点)大部分分布在M31盘上,有8颗位于离M31中心距离遥远的晕中。M31盘左上角空白的地方为哈勃望远镜PHAT巡天观测范围,科学家已经利用哈勃数据在此区域发现了大量的星团候选体,而在没有哈勃数据的区域(M31盘的右下部分以及外围区域),研究人员使用新的方法,利用地面望远镜(LAMOST,PAndAS等)数据获得了新的突破。


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