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星际星周物质课题组简介

星际介质在恒星的形成、星系的化学演化方面起着重要的作用;星际尘埃对星光的吸收、散射和再辐射改变了天体的颜色和出射能谱,对星际消光的改正是还原天体颜色和亮度的基础,从而深刻地影响了我们对银河系和星系结构的认识;星周物质与恒星演化有着密切联系,演化晚期恒星的星周尘埃是星际尘埃的重要来源。北京师范大学星际星周物质课题组从2002年起长期致力于星际消光、星际/星周尘埃模型等相关领域的研究,课题组现有教授1名(姜碧沩教授)、副教授1名、讲师1名,博士生4名、硕士生5名、本科生5名,正承担国家自然科学基金委重点项目1项,面上项目2项,青年基金项目1项,973子课题1项。课题组与国际及国内相关课题组有着长期的合作和交流,如美国密苏里大学李爱根教授课题组、波兰哥白尼天文中心Ryszard Szczerba教授、湘潭大学星际尘埃课题组、北京大学科维里中心、国家天文台LAMOST项目。课题组在国内举办过多次与”星际、星周物质/尘埃/消光“相关的学术会议研讨班。热烈欢迎国内外从事相关研究的同仁访问北师大并开展交流。


课题组取得的部分亮点、创新和特色工作如下:

1、银河系的红外消光规律

星际消光规律是正确还原天体真实能谱分布或测光结果的关键。课题组利用各种开放的红外测光(2MASS,Spitzer,WISE,AKARI等)和光谱(APOGEE,LAMOST)数据,重点研究了银河系从近红外(0.6μm-3μm)到中红外波段(3μm-24μm)的消光规律,得到了银河系多个视线方向上的消光规律,研究了星际消光随星际环境的变化,发现了消光规律随银经(旋臂位置)的变化,进一步证明了近红外消光规律的普适性,以及中红外消光规律的平坦型,并利用星际尘埃模型对其进行了理论解释。

相关文章:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2014ApJ...788L..12W

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013A%26A...550A..42C

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013ApJ...773...30W

http://adsabs.harvard.edu/abs/2009ApJ...707...89G

http://adsabs.harvard.edu/abs/2006A%26A...446..551J

http://adsabs.harvard.edu/abs/2003A%26A...400..903J

2、星际尘埃模型的构建

对消光的理论研究能够得到有关星际尘埃的尺寸分布、化学成分、几何结构等信息。课题组利用多孔尘埃模型解释了3.4μm脂肪族碳消光特征和9.7μm硅酸盐消光特征在不同视线上变化的原因;利用硅酸盐+石墨+多环芳香烃(PAHs)模型从理论上解释了消光规律在近红外的普适性;首次提出利用微米尺寸的大尘埃颗粒来解释中红外消光规律的平坦性;同时,对星际元素丰度存在已久的“碳元素危机”和“氧元素危机”,提出了更为合理的解释。

相关文章:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2015MNRAS.454..569W

http://adsabs.harvard.edu/abs/2015ApJ...811...38W

http://adsabs.harvard.edu/abs/2014P%26SS..100...32W

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013EP%26S...65.1127G

http://adsabs.harvard.edu/abs/2010EP%26S...62...63G

3、河外星系的红外消光规律

源自各种不同类型天体的电磁辐射都会受到星际尘埃的消光作用。课题组在研究银河系消光规律的基础之上,利用Spitzer/SAGE/SAGE-SMC空间红外数据首次研究了大、小麦哲伦云的中红外消光。

相关文章:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013ApJ...776....7G

4、恒星在红外波段的内禀颜色随温度的变化

在研究消光规律的过程中,我们不仅完善了传统的色余方法,同时改进并提出了新的计算消光规律的内禀颜色法。课题组利用APOGEE和LAMOST光谱数据,得到了G型和K型巨星红外内禀颜色随温度的变化规律,并利用这一规律研究了银河系在近红外和中红外多个波段的消光规律。

相关文章:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2014ApJ...788L..12W

5、Ia型超新星的消光规律

Ia型超新星是宇宙学研究中重要的“标准烛光”,星际消光是Ia型超新星距离测定的关键误差来源之一。利用近来在星暴星系M82发现的Ia型超新星SN 2014J的从近紫外至近红外的测光数据,我们采用硅酸盐+石墨尘埃模型导出了SN 2014J的消光规律。这种方法不仅突破了常用的数学化的CCM消光曲线的局限,而且提供了更具物理合理性的、波段范围更广的(紫外至中红外)Ia型超新星消光改正依据。

相关文章:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2015ApJ...807L..26G

6、演化晚期恒星的星周尘埃 (结晶硅酸盐,多环芳烃,21μm和30μm谱征载体)

相关文章:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2015ApJ...802...39M

http://adsabs.harvard.edu/abs/2014IAUS..297..219J

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013ApJ...765...72J

http://adsabs.harvard.edu/abs/2013ApJ...777..111L

http://adsabs.harvard.edu/abs/2010EP%26S...62..105J

http://adsabs.harvard.edu/abs/2009ApJ...702..680Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2009MNRAS.396.1247Z

http://adsabs.harvard.edu/abs/2005ApJ...630L..77J

http://adsabs.harvard.edu/abs/1999A%26A...344..918J

    课题组近年举办过的学术会议及研讨班:

1、星际物理与化学(湘潭)会议,湘潭,2017年,网址:http://astrowww.bnu.edu.cn/meeting/ism2017/

2、星际物理与化学(成都)会议,成都,2016年,网址:http://astrowww.bnu.edu.cn/meeting/ism2016/

3、星际/星周尘埃暑期班,北京,北师大,2015年,网址:http://astrowww.bnu.edu.cn/meeting/dust/

4、星际物理与化学(大连)会议,辽宁大连,合作单位:大连理工大学物理与光电工程学院、国家天文台,2014年,网址:http://interstellar.csp.escience.cn/dct/page/1

5、银河系消光(及尘埃)会议,北京,昌平凤山,2013年

6、宇宙尘埃研讨会,湖南长沙,合作单位:湖南师范大学物理与信息科学学院、中国科学院射电天文重点实验室,2009年

    课题组研究展望:

    在十二五研究的基础上,课题组计划在十三五期间继续着力于消光和尘埃的研究,主要工作计划有:(1)完成基金委重点项目“超新星对星际尘埃的贡献和影响”。获取超新星和超新星遗迹的消光特点,研究超新星对星际尘埃质量的贡献,以及超新星对星际尘埃的尺寸、成分的影响;(2)研究各种环境下的星际消光规律:从银河系扩展至河外星系,包括邻近的本星系群中的星系和高红移的星系,探讨星际环境对消光规律的影响;(3)研究多波段的星际消光规律。基于我们研究红外消光规律的经验,把波段扩展至可见光和紫外波段,尤其对于弥漫星际环境,紫外波段的消光规律尤为重要。