银河系结构和演化

目前许多大型、先进的设备以及观测计划所得的海量观测数据，特别是即将完成的LAMOST，为进一步在星系形成演化整体框架下详细研究银河系的结构和演化创造了条件，该方向的研究成为当今天体物理的热点之一。从观测和理论上而言，研究银河系结构和演化的意义在于：正是基于银河系各种观测的统计研究结果给出了许多关于典型的漩涡星系的整体的和结构的图像；银河系是所有星系形成理论的归算"零点"，即所有星系形成模型都应该能够对银河系整体的观测特征给出合理的解释；银河系是建立恒星物理和星系物理的桥梁，特别是对于描述星系形成演化的许多"微观"过程，都建立在银河系内的观测结果并在银河系中得到进一步证实的基础之上。本项目的研究将主要围绕：银晕的形成及银晕恒星的分布及其动力学演化；银盘（厚盘和薄盘）形成机制和演化的物理图像；对核球的形成和演化机制的进行合理约束；了解银河系子结构的演化。

本项目的研究工作重点立足于银河系结构和演化，同时对盘状星系的整体演化及其他相关领域开展了研究。主要结果如下：.（1）基于CFHT巡天的恒星数据，得到银河系的恒星由薄盘、厚盘和晕3个星族组成，薄盘和厚盘沿着和垂直银盘方向的密度分布可用指数形式来描述，而银晕恒星则呈球状分布，其密度从银心向外按照幂指数约为-3快速降低；（2）考虑了球状星团内恒星的演化和动力学蒸发、星团所受的激波加热和动力学摩擦等因素，讨论了球状星团的动力学演化。对初始小质量的星团，恒星演化效应尤其重要；而星团的初始质量和位置分布对经过10Gyr演化后的结果不敏感，即都能得到一个高斯型的、峰值基本不变的质量分布；（3）利用WEBDA最新星团表开展银河系结构研究，表明年老疏散星团比年轻疏散星团具有更大的银盘标高，太阳内圈疏散星团的银盘标高比外圈小，得到了银盘标长约为3kpc；（4）利用大量的M31的观测资料，对银河系和M31这两个星系的化学演化进行了讨论。发现银河系和M31具有很多的相似性，相对而言，M31的恒星形成较银河系更为活跃，与M31和 M32在200Myr一起有“碰撞”历史相符；（5）在CDF－S选择了与银河系相近的中等红移（z~1）Lyman Break星系样本，得到了他们的恒星形成率、恒星质量、光度函数、形态参数并讨论了相关性。指出那个时候的 “银河系”主要呈现为星爆星系，已经有了盘状结构，可能由原初的暗晕角动量主导并可简单地用宇宙学的演化效应加以理解；处于 “blue cloud”里面，将顺着“blue cloud”演化然后才到达 “red sequence”；对普遍存在的“downsizing”现象和结构之间的物理联系进行了详细的分析和讨论；（6）讨论了不同形态漩涡星系的星族成分和盘的旋转曲线，指出对于漩涡星系而言，最大的盘的旋转速度和星族的成分相关较弱；（7）在弱引力透镜的研究中，从理论上提出了一种更为可靠、合理和有效区分E和B模的分量统计方法，可以在有限的范围内精确计算剪切信号，新的方法在精度上提高了20％。.项目成员共发表注明基金资助的论文和重要会议文集64篇，独立引用超过100次；编写由美国ASPC出版社出版的会议文集二本。在项目期间开展了大量和有效的国际合作，成功召开了一次大规模的国际会议；项目成员多次出访并在国内外会议上做学术报告。

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