上海天文臺精確測量銀河系的塵埃消光

　　銀河系是一個盤狀星系，在銀盤上有很多氣體和塵埃，因此形成了肉眼可見的壯觀的“黑色星云”。在沿著銀盤的方向（低銀緯）上，由于塵埃的嚴重消光，在光學波段幾乎無法看到銀河系以外的天體。因此，一般來說，銀河系外（河外）天體的研究主要集中在遠離銀盤（高銀緯）的天區。盡管如此，由于銀河系的盤存在一定厚度，而太陽處于銀盤厚度上的中心位置，我們從任何方向看出去依然存在一定程度的銀河系塵埃消光。因此，對于河外天體來說，銀河系的塵埃消光是一個必須改正的效應。近二十年來，天文研究領域應用最廣泛的銀河系消光圖是1998年Schlegel等人基于紅外衛星測量到銀河系的塵埃輻射所給出的結果（以下簡稱SFD消光圖）。自SFD消光圖發表以來，陸續有很多工作對銀河系的消光進行了獨立測量，從而對SFD圖進行進一步的檢驗。在這些檢驗方法中，一個巧妙的方法是利用宇宙學原理來對銀河系的消光進行獨立測量。

　　所謂宇宙學原理是指宇宙中不存在特殊的位置，即在大尺度上，宇宙是均勻和各向同性的。因此，我們在不同的方向上看銀河系外的天體，其統計性質在大尺度上應該是完全一致的。具體來說，在相同的觀測深度上，我們應該看到相同數目的天體，而且這些天體統計上的物理性質比如平均顏色，也應該是完全一致的。但是，如前所述，銀河系消光會在觀測上打破這種宇宙學原理所預言的各向同性。在較高消光的天區，同樣的天體會在觀測上變得更暗。也就是說，觀測到同樣的深度，較高的消光天區能看到的天體數目會變得更少。不僅如此，由于塵埃在短波段的消光比長波段更強，天體在高消光天區的顏色也因此會變得更紅。

　　近日，中國科學院上海天文臺博士研究生李林林在導師沈世銀指導下，從宇宙學原理出發，基于塵埃在短波段消光較強的特征，首次利用光學范圍內波長最短的u波段的海量觀測數據對銀河系的消光進行了系統的統計研究。該工作所利用的數據來自中國天文學家主導的南銀冠u波段巡天項目。該工作的創新點在于首次同時將通過星系計數獲得的銀河系塵埃消光和通過星系顏色獲得的紅化效應結合起來，在海量數據的支持下獲得了高精度的統計結果。

　　研究結果表明，目前通用的SFD銀河系塵埃消光圖在高消光天區存在顯著的高估現象。不僅如此，通過將銀河系的塵埃消光和紅化結合，該工作還進一步利用統計方法對銀河系塵埃的物理性質給出了限制：銀河系塵埃的消光曲線可以由某些模型，如O’Donnell在1994年所給出的經典消光曲線精確描述，而某些模型，如Fitzpatrick在1999給出的修正版消光曲線則和觀測數據存在顯著偏離。

　　該工作目前已經被Astronomy Journal正式接受。