项目简介

星系的形成和演化是二十一世纪天体物理学重大问题,其进展依赖于大样本观测数据的获取及天体的发现和证认。银河系是唯一可将成员星解析为单体加以细致研究的盘星系,对阐释星系形成和演化意义重大。然而,银河系两千亿颗恒星分布在全天4π立体角里,工程的艰巨使得至今无一系统的银河系光谱巡天计划得以实施。这直接造成了我们对银河系的认知程度还不及对宇宙整体的认识,更毋论导致银河系基本形态、结构、性质的天体物理过程和规律。这也是制约当今星系形成和演化研究取得更大进展的最重要因素之一。

以SDSS为代表的现代大型巡天计划取得了辉煌的成就。然而,SDSS对银河系核心结构银盘的采样微乎其微。我国大科学装置LAMOST的建成,为系统开展银河系光谱巡天提供了重大机遇。LAMOST最大的优势是装备有四千根光纤,光谱获取率是SDSS的4-6倍。LAMOST巡天计划已于2012年启动,5年巡天将获取至少500万条光谱,首次在国际上实现天区覆盖连续、比欧空局计划的Gaia巡天深2-3个星等的大规模银河系光谱巡天计划。

本项目依托LAMOST,获取高质量巡天样本,以此为基础,结合其它数据库,开展银河系结构演化及多波段天体证认研究。拟解决的关键科学问题有:

1. 取得覆盖银盘和银晕一个相当大体积、包含数百万颗恒星的光谱巡天样本,实现在天区覆盖、巡天体积和采样密度上的重大突破;

2. 描绘银盘星族、星际介质三维空间结构、恒星运动及金属丰度分布,揭示银盘恒星形成和化学增丰历史及长期演化对银盘结构和性质的影响;

3. 阐明吸积和并合对银晕星族的贡献率,厘清银晕在相空间是否存在更多、更复杂的结构;

4. 构建银河系引力势和物质分布,澄清太阳附近是否存在暗物质空洞;

5. 发现和研究一批具有特殊价值的多波段天体。 预期经过5年努力,本项目将在银河系研究及多波段天体证认领域取得一系列标志性成果,培养一批实测和理论天体物理学家,为我国在相关领域跻身世界先进行列做出重大贡献。

项目设5个课题:1)银盘结构、星族及其化学和动力学研究;2)星际介质和疏散星团研究;3)银晕结构及性质研究;4)银河系引力势与物质分布研究;5)多波段天体光谱证认研究。另设立跨课题“巡天样本工作组”,研究样本相关科学问题,确保样本质量。项目凝聚了国内相关领域主要实测和理论天体物理学家,分别来自北京大学、国家天文台、上海天文台、北京师范大学、上海师范大学、河北师范大学、云南天文台。