恒星通常以成團方式形成,同樣,星團也存在成團形成機制。雙星團是兩個在空間位置和運動學上密切相關(guān)的疏散星團,其形成過程記錄了恒星在巨分子云中形成的過程,是了解恒星如何誕生、星團如何演化的重要示蹤體。
近日,中國科學院新疆天文臺聯(lián)合上海天文臺研究團隊,完成了銀河系雙星團的大規(guī)模系統(tǒng)性研究。研究人員利用Gaia衛(wèi)星的高精度天體測量數(shù)據(jù),采用統(tǒng)一、嚴格的判別標準,系統(tǒng)性地構(gòu)建了銀河系內(nèi)的雙星團候選樣本,共確認400對候選系統(tǒng),其中有268對為首次發(fā)現(xiàn)。
研究團隊基于近4000個高質(zhì)量星團,結(jié)合Gaia DR3提供的高精度天體測量與運動學信息,創(chuàng)新性地從統(tǒng)計學角度建立起空間和速度鄰近性的量化標準,并通過隨機模擬樣本驗證了判據(jù)的可行性?;谠摲椒ǎ芯繄F隊成功識別出400對雙星團候選系統(tǒng),并將其劃分為三類:原初雙星團(同源形成)、潮汐俘獲/共振俘獲系統(tǒng)(后天引力相互作用形成)、光學對(僅空間臨近,無物理聯(lián)系)。進一步分析顯示,61% 的候選雙星團在年齡和運動學上高度一致,支持其由同一巨大分子云共生形成的結(jié)果;83% 的星團對呈現(xiàn)顯著潮汐相互作用。
研究還發(fā)現(xiàn),雙星團的相互作用與空間間距呈現(xiàn)清晰的相關(guān)性:當星團越靠近,其相互吸引和擾動越明顯。整體來看,約17%的星團當前處在雙星團或者多星團系統(tǒng)中,約10%的星團可能誕生于同一片巨分子云,這些比例與以往的理論預(yù)測和觀測估計高度一致。
與既有雙星團進行交叉驗證后發(fā)現(xiàn),上述研究方法在有效復(fù)現(xiàn)已知雙星團系統(tǒng)的同時顯著擴展了新的雙星團樣本,判據(jù)更加嚴格,結(jié)果也更加可靠。同時,基于雙星團系統(tǒng)的“傳遞性”構(gòu)建了多星團系統(tǒng)的層級結(jié)構(gòu),共識別出82組多星團系統(tǒng),其中有27組為首次報道。
該研究提供了一套方法統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)清晰的銀河系雙星團識別與分類標準,表明星團“成對形成”可能是恒星形成的重要途徑之一,并為多星團系統(tǒng)的形成機制及動力學演化提供了關(guān)鍵觀測證據(jù),進一步支持了恒星在多尺度上成團形成的理論框架。
相關(guān)研究成果發(fā)表于《天文學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。

雙星團
