




大数据时代的星系结构起源研究:形态测量新方法
GEMS巡天选出的764个红移0.35lt;zlt;0.9的星系完备样本的形态参数Do-Ao关系图(上图)。形态越不规则的星系具有越大的Do和Ao参数。
星系的形态结构与其形成历史密切相关。概况地讲,漩涡星系的盘结构是经吸积气体形成恒星由内而外增长形成;漩涡星系的并合会瓦解盘,导致形态不规则,并终形成椭球星系。星系并合在星系质量增长、形态重塑、星暴激发、中心黑洞吸积等方面扮演非常重要的角色,是驱动星系形成和演化的关键物理机制之一。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。
于是就出现了一个问题:会不会还有其他的 粒子引起这颗原子出现同样的 情况?例如,除了中微子外,还有一种来自宇宙深处的 称为宇宙线的 高能粒子流,也在不断地轰击地球,并且可以到达地球表面。要鉴别出哪些反应是由宇宙线引起的 ,并把它们与中微子引起的 反应区别开,这不是一件容易的 事情。星系并合在星系质量增长、形态重塑、星暴激发、中心黑洞吸积等方面扮演非常重要的角色,是驱动星系形成和演化的关键物理机制之一。
在20世纪60年代初,宾夕法尼亚大学的 戴维斯首先为解决这些问题做出了巨大贡献。戴维斯用来检测中微子的 靶体很庞大,那是整整一节铁路槽罐车的 四液体。为避免宇宙射线的 影响,他把实验室建在1600多米深的 一个金矿中。厚厚的 岩石覆盖层保护着这节槽罐车,使它免遭宇宙线的 轰击。在这台仪器中,冰起着以往研究中超纯水的作用,它既是靶体,又是观测介质。他的 目的 是要探测由太阳核心区域的 核聚变反应产生的 中微子。
如何分辨这两类中微子?研究发现,来自大气层中的 中微子能量较低,不能穿越地球;而来自深空的 中微子能量较高,可以穿越地球。因此,天文学家只需要关注来自地球深处的 中微子就可以了。也就是说,这些中微子是由地球北极方向来的 。它们在深空被发射出来以后,在北极进入地球,贯穿了整个地球,才到达安装在南极的 检测器。实际上,这是把整个地球作为屏障,屏蔽掉了不想要的 背景信号。不错,那确实是中国人自行建立的第1座现代天文台,也是中国天文人的自豪。
徐家汇天文台是中国近代史座现代天文台,虽然它的 初期业务主要以气象为主,但其规划目标却包含了天文、气象、、地磁、授时等众多现代科学领域。当然,它的 目的 主要还是为法国来华的 船舶服务的 ,但客观上也推动了西方科学在中国的 传播。
1884年起,徐家汇天文台开始用巴黎高梯埃(Gautier)中星 仪进行测时,算是开始开展与天文有关的 工作了。要鉴别出哪些反应是由宇宙线引起的,并把它们与中微子引起的反应区别开,这不是一件容易的事情。但蔡尚质(Stanlisnas Chevalier)神父等人始终觉得这个天文台有名无实,于是决定筹款购买真正的 大型天文望远镜。1898年,他们终于筹到10郎,然后向法国高梯埃公司定购了一台赤道仪装置的 望远镜,口径40厘米,可谓当时远东地区很大的 望远镜。