本科生團隊檢驗并修正銀河系二維消光圖

近期，利用LAMOST DR5 光譜數據（郭守敬望遠鏡發布的第五批數據）和 Gaia DR2 測光數據（歐空局蓋亞空間天體測量衛星項目發布的第二批科學數據），北京師范大學本科生孫漾、副教授苑海波與云南大學副教授陳丙秋團隊合作獲得了數百萬顆恒星的高精度消光信息，相關研究成果5月13日發表于《天體物理學報增刊》（The Astrophysical Journal Supplement Series）。

苑海波向《中國科學報》介紹，針對近20年來天文領域應用最廣泛的銀河系二維消光圖（SFD消光圖）及近年來基于普朗克衛星（Planck）數據，研究人員利用不同方法構建了三個銀河系全天二維消光圖，進行了目前面積最大、精度最高的系統檢驗與定標，這為銀河系塵埃全天消光圖的進一步改進做出了推動性的工作，并為精確天文學時代的精確消光改正奠定了重要基礎。

“在銀河系中存在很多的氣體和塵埃，在很多震撼唯美的銀河圖片中，我們常常會看到一片片黑色的區域，這就是銀河系中富含塵埃的暗云。”苑海波說，銀河系中星際塵埃的存在使觀測到的天體的亮度和顏色都會發生改變，因此銀河系塵埃消光的精確改正，是獲取銀河內外天體內秉性質并開展天體物理學研究的基礎，也是銀河系自身性質研究的重要課題。

1998年，Schlegel等人基于紅外衛星測量到的銀河系的塵埃輻射結果所構建的 SFD 消光圖是目前最廣泛使用的銀河系全天二維消光圖。苑海波指出：“已有的研究工作表明SFD消光圖存在系統誤差，一些研究結果認為系統高估了消光，一些結果則認為系統低估了消光，甚至存在非線性的現象，這可能與塵埃溫度有關。”

近年來，研究人員結合歐洲航天局的普朗克衛星（Planck）數據利用不同方法構建了新的銀河系全天二維消光圖，包括基于塵埃熱輻射得到的Planck2014-R、基于353GHz塵埃光學厚度得到的 Planck2014-Tau以及Planck2019-Tau消光圖。

為確定上述消光圖的精度，苑海波等人結合 LAMOST DR5 光譜數據和 Gaia DR2 測光數據獲得了數百萬顆恒星的BP-RP波段高精度消光信息。

苑海波介紹：“在此基礎上，我們考慮恒星溫度與消光大小的影響轉化為B-V波段消光，構建了LAMOST二維消光圖。最后通過比較與LAMOST消光圖的差異，我們對最常用的SFD消光圖及三種 Planck 消光圖在銀河系中高銀緯天區進行了系統檢驗與修正。”

相關研究結果發現，四種消光圖與LAMOST消光圖整體吻合較好，消光改正的精度相當（圖1）；四種消光圖均存在顯著的隨空間變化的系統偏差，其中SFD消光圖與Planck2014-R消光圖的結構類似，Planck2014-Tau與Planck2019-Tau的結構類似（圖2）；SFD消光圖和Planck2014-R消光圖的偏差依賴于塵埃溫度和消光大小，Planck2014-Tau和Planck2019-Tau消光圖的偏差更依賴于塵埃發射譜指數。

這些結果為進一步改進銀河系全天消光圖提供了重要線索。審稿人認為，該成果提供了目前最新的銀河系二維消光高精度修正結果，對相關的科學研究具有非常重要的應用價值。

（圖1）基于LAMOST和Gaia數據得到的E（B-V）LAMOST消光圖（左）與對應天區原始消光圖（右）的對比。從上往下依次為SFD, Planck2014-R, Planck2014-Tau和 Planck2019-Tau消光圖。（受訪者供圖）

（圖2） LAMOST消光圖與原始消光圖差值（左）與比值（右）的空間分布。從上往下分別對應SFD, Planck2014-R, Planck2014-Tau 和Planck2019-tau消光圖。（受訪者供圖）