基于LAMOST的大样本统计研究恒星晕的运动学特征

The fine description of the Galactic stellar halo can effectively check the validation of the galaxy formation theory under the ΛCDM cosmological model. However, due to the lack of the large sample, a satisfactory census for the kinematic of stellar halo has not been obtained in the world so far. With the advantage of a large sample of halo stars provided by LAMOST, we can statistically estimate the three-dimensional kinematics characteristics of stellar halo, such as the mean velocity and the velocity dispersion, within 40 kpc in the different radius and metallicity, only from one-dimensional line-of-sight velocity under the help of the de-projection technique. We also can calculate the anisotropy factor and depict its variation with the radius, with the purposes to look for the direct observational evidence for the formation and evolution history of the Galactic halo and the Milky Way, and to prepare for the further researches on the gravitational potential, the mass distribution of dark matter halo and the validation of ΛCDM cosmological model.

对银河系恒星晕运动学结构的精细刻画，可以有效地检验ΛCDM宇宙学框架下星系的等级成团形成理论。由于大样本的缺乏，国际上至今尚未得到一个令人满意的恒星晕运动学结构普查结果。本课题将借助LAMOST提供的大样本优势，使用反投影技术，从恒星一维的视向速度中准确无偏地统计出40 kpc以内银晕恒星在不同半径壳层、不同金属丰度下的平均速度、速度弥散等三维的运动学特征参量，并估算出不同情况下的各向异性因子随半径的变化趋势，从而进一步揭示银晕乃至银河系的形成和演化历史，同时为深入开展银河系的引力势、暗物质分布以及ΛCDM宇宙学模型限制等方面的研究提供观测基础。

对银河系恒星运动学结构的精细刻画，可以有效地检验ΛCDM宇宙学框架下星系的等级成团形成理论。由于大样本的缺乏，国际上至今尚未得到一个令人满意的恒星晕运动 学结构普查结果。本课题意在利用LAMOST、Gaia等国际上重要的巡天提供的大样本优势，来统计刻画银河系恒星的运动学规律，从而进一步揭示银晕乃至银河系的形成和演化历史，同时为深入开展银河系的引力势、暗物质分布以及ΛCDM宇宙学模型限制等方面的研究提供观测基础。..在该基金的资助下，研究团队使用LAMOST、Gaia、Pan-STARRS、SDSS以及2MASS等巡天数据，取得以下主要成果：（1）成功构建并在国际上发布一个包括3.5亿颗恒星的大型自行星表；（2）研究了外盘的运动学特征，发现了外盘不同年龄的恒星呈现出显著不同的畸形速度特征；（3）精细勾画出了太阳附近恒星在垂直相空间中的漩涡结构，根据漩涡结构在不同年龄恒星中的变化情况，推算矮星系对银河系的扰动很可能发生在最近5亿年间。正式发表学术论文8篇（超额完成预期2篇论文的任务），先后培养研究生6人，其中毕业3人，2人继续攻读博士，1人正攻读硕士研究生。