35萬顆恆星「DNA」被用來尋找太陽失去的兄弟姐妹

由澳大利亞領導的一群與歐洲合作夥伴合作的天文學家已經揭示了銀河系中超過34萬顆恆星的「DNA」，這將幫助他們找到太陽的兄弟姐妹，現在他們分散在天空中。這是一項雄心勃勃的銀河考古調查的重大宣布，該調查名為「加拉」(GALAH)，是在2013年底發起的，目的是探索星系的形成和演化。完成後加拉將會調查超過一百萬顆恆星。GALAH的調查使用了澳大利亞天文觀測站(AAO)的HERMES攝譜儀(AAO)，在Coonabarabran, NSW附近的3.9米的英澳望遠鏡，收集了34萬顆恆星的光譜。

• 愛馬仕(HERMES)是在AAO (AAO)建立的新的光譜圖，它使用體積相位全息(VPH)光柵，提供了藍色、綠色和紅光的各種優化光譜，以及在紅外線下的第四個波段。赫爾墨斯光譜允許天文學家研究恆星的化學組成，以了解它們的形成和演化。由於陽光中的各種化學元素，太陽的光譜顯示出許多暗的特徵。圖片：N.A. Sharp, NOAO/NSO/Kitt Peak FTS/AURA/NSF.

GALAH的調查首次公布了主要的公共數據。收集到的「DNA」追溯了恆星的起源，向天文學家展示了宇宙是如何從只有氫和氦(在宇宙大爆炸之後)到今天充滿了我們在地球上所擁有的生命所必需的所有元素。HERMES儀器的科學家、悉尼大學的Gayandhi De Silva博士說：沒有其他的調查能夠測量出像加拉一樣多的恆星的數量。德·席爾瓦博士說：這一數據將使這些發現成為銀河系最初的星團，包括太陽的出生星團和太陽的兄弟姐妹——在世界其他任何地方都沒有像這樣的數據集。來自新南威爾士大學的Sarah Martell博士領導了GALAH的調查觀察，她解釋說，太陽和所有的恆星一樣，都是由成千上萬顆恆星組成的。

星團中的每一顆恆星都會有相同的化學成分，或者DNA——這些星團很快被我們的銀河系分開，現在分散在天空中。GALAH團隊的目標是在恆星之間進行DNA匹配，尋找失散已久的兄弟姐妹。對於每顆恆星來說，這一DNA是它們包含的近24種化學元素(如氧、鋁和鐵)的含量。不幸的是，天文學家無法用嘴拭子收集恆星的DNA，而是用一種叫做光譜學的技術來使用星光。從恆星發出的光被望遠鏡收集，然後通過一種叫做光譜儀的儀器，它將光分解為詳細的彩虹或光譜。來自麥考瑞大學和AAO的副教授丹尼爾·朱克(Daniel Zucker)說，天文學家們測量了光譜中暗線的位置和大小，以計算出恆星中每個元素的數量。

每一種化學元素在這些光譜中都留下了一種獨特的黑色條紋，就像指紋一樣。AAO的Jeffrey Simpson博士說，為每個恆星收集足夠的光子需要一個小時的時間，可以同時使用光纖來觀測360顆恆星。自2014年以來，GALAH團隊已經在望遠鏡上花費了超過280個夜晚來收集所有的數據。該調查是由悉尼大學的喬斯·布蘭·霍桑教授和澳大利亞國立大學(ANU)的肯·弗里曼教授共同完成的，該研究是由悉尼大學的喬斯·布蘭·霍索恩教授和所有天空天體物理學的卓越研究中心(ASTRO 3D)所設計的。它是十多年前構想出來的，用來解開銀河系的歷史;愛馬仕的儀器是由AAO專門為GALAH調查設計和建造的。

測量這麼多恆星中每種化學物質的丰度是一個巨大的挑戰，為了做到這一點，GALAH開發了複雜的分析技術。德國馬克斯·普朗克天文研究所的博士生Sven Buder，他是科學論文的第一作者，描述了GALAH數據的發布，他是該項目的分析工作的一部分，他和博士學生Ly Duong以及ANU和ASTRO 3D的Martin Asplund教授一起工作。識別已經仔細分析過的一組恆星光譜中的模式，然後使用加農炮的機器學習演算法來確定所有34萬顆恆星的每個元素的數量。這儀器的名字是為安妮·Jump Cannon命名的，通過對大約34萬顆恆星的光譜進行了分類——代碼在不到一天的時間裡就對許多恆星進行了更詳細的分析。

調查與巨大的數據發布時間4月25日發布的數據從歐洲蓋亞衛星繪製超過16億顆恆星的銀河系,它迄今為止最大、最準確的阿特拉斯的夜空。與GALAH的速度相結合，蓋亞的數據不僅會給出恆星的位置和距離，還會給出星系內部的運動。今天GALAH調查的結果對於解釋蓋亞的結果至關重要：GALAH取得的速度的準確性在如此大的調查中是前所未有的。悉尼大學的Sanjib Sharma博士總結道：這是我們第一次能夠對銀河系的歷史有一個詳細的了解。

博科園-科學科普｜來自：悉尼大學