新京报讯（记者张璐）基于国家天文台建设运行的大科学装置lamost（郭守敬望远镜）获取的银河系恒星的精确参数和恒星类型多样性，研究人员依托lamost数据训练的模型，结合盖亚卫星获取的数据，构建了世界上第一个亿星级消光数据库，发布了首幅覆盖全天的银河系三维尘埃消光特性图，首次实现了银河系三维尘埃分布与消光曲线的同步测绘，为天文观测提供了重要参考。3月14日，相关研究成果在《科学》以封面文章形式发表。
星际尘埃示意图。credit: openverse
星际介质是存在于恒星之间空间中的物质和能量的统称，是银河系中物质循环的重要一环，也是太阳等恒星的“诞生地”。星际介质中大部分比氢和氦更重的元素都以固体小颗粒——尘埃的形式存在。尘埃会吸收和散射星光，使得远处的星显得更暗、更红，这种现象被称为“消光效应”（extinction）。大部分的天文观测都需要进行消光矫正。
消光曲线是指消光随光的波长变化的特征，它既是精确天文观测的必需，也是研究尘埃的理化性质（尺寸、成分）和星际介质环境（温度、磁场）的关键观测量。然而传统的尘埃研究长期面临两难困境：高精度光谱巡天数据往往不能覆盖全天，难以将尘埃纳入银河系演化的框架来考虑；而依靠测光的全天观测，又很难捕捉消光曲线的变化。这导致天文学家在开展相关研究时不得不假设：全银河系的尘埃消光曲线都相同。这就给宇宙学、系外行星等研究埋下系统性误差的隐患。
德国马克斯·普朗克研究所的中国博士生张翔宇与其导师合作，突破了这一困境。张翔宇将“光谱之王”lamost测定的精确恒星参数，与gaia卫星低分辨率光谱巡天联系起来，最终实现了对1.3亿颗恒星消光曲线和恒星参数的同时反推，构建出了首幅覆盖全天的、深度可达16308光年左右的银河系三维尘埃消光曲线特性分布图。
这一里程碑式成果得益于lamost的独特优势：lamost大视场多目标光谱获取能力，使研究者获得了大量银盘内的处于中、高消光区恒星的准确参数，lamost观测数据广泛覆盖了多种恒星类型，使得依托lamost数据训练的模型可以被应用于超过1亿颗拥有低分辨率光谱的恒星，极大地拓展了尘埃图的广度和深度。
这项突破性成果将迄今已测量的银河系恒星视线数提高了两个数量级，建成了迄今世界上第一个亿星级的消光数据库，第一次实现了银河系三维尘埃分布与消光曲线的同步测绘。
尘埃是地球等行星的“建筑材料”，也是银河化学演化的重要参与者和催化剂。新发布的三维尘埃消光特性图打开了一面全新的研究尘埃与银河系的窗口，既为天文观测提供了重要参考，也给天体化学、恒星形成和银河碳循环、生命起源等问题的研究提供了全新的角度与无限的可能。
编辑 白爽
校对 陈荻雁
