近期，中科院国家天文台在网站上发布消息，博士生梁熙龙、赵景昆研究员等人利用LAMOST DR5 与 Gaia DR2的恒星数据，在猎户座星云附近发现了一个新的移动星群，该发现为研究恒星如何在银河系旋臂上聚集、如何触发星云坍塌、如何催生新恒星等问题提供了宝贵的观测证据。
太阳附近的星云（来源：R. Hurt）
所谓移动星群（moving group），是指有着相似年龄、相似金属丰度和相似运动属性（如径向速度和自行）的一群恒星。这是个什么概念呢？首先，我们发现恒星普遍存在“组团”的现象，要么组成星团（cluster），要么组成星协（association），“散兵游勇”少之又少。星团是由十几颗至上百万颗恒星组成的有着较强力学关系的集团，结构松散、外形不规则、恒星数相对较少的是疏散星团，结构致密、中心集聚度高、外形呈现圆形或椭圆形的叫做球状星团。需要特别指出一点，星团是由恒星组成的集团，是星系的组成部分，星系团（galaxy cluster）是由星系组成的集团，两者在规模上可谓千差万别。星协则是在空间上恒星密度比星团还要稀疏得多的集团。在同一星团或星协中的恒星成员，我们认为它们都具有相同的起源。上世纪60年代，美国天文学家奥林·埃根（OlinJ.Eggen）提出，随着时间流逝，部分恒星成员有可能脱离星团或星协，成为移动星群。它们本来就拥有相似的性质，相同的出生，所以也是成协的，只不过现在自立门户，开始迁徙了。
我国LAMOST（“郭守敬”望远镜）已经发布DR8数据，图为DR1~DR7数据汇总。（来源：LAMOST）
临近太阳的移动星群是研究的重点，它们对我们可能有着潜在的影响，可能与许多我们耳熟能详的“明星”有关系，如：昴星团、毕星团、天狼星、武仙座大星团等。为此，天文学家在10多年前就编制了临近移动星群表。不过近几年不断有新的临近移动星群被发现。研究人员从LAMOST第五批数据中经过机器学习挑选出符合要求的657,561颗恒星（光谱数据），随后结合“盖亚”卫星第二批数据（位置数据），从空间上、性质上的相关性确定了这个移动星群的存在。本次新发现的移动星群位于猎户座大星云附近，总共包含了206 颗成员星，其中74 颗是主序前恒星（指核心核聚变尚未被点燃的原恒星），其余为 G，K 巨星，分布在100秒差距（约326光年）的范围中。这些成员星G、K巨星的温度分布在4700K-5400K之间，主序前恒星的温度在4200K-4500K之间。
新发现移动星群的空间位置与速度分布。图中蓝点表示成员星中的主序前恒星，红点表示G、K 巨星。黑点代表猎户座星云中的恒星，绿点表示前人发现的猎户座 X年轻恒星移动星群（Orion X moving group）。左上角子图中的黑色弧线表示本地旋臂（Local arm）的中心位置。（Liang et al. 2020）
为什么一个移动星群中出现了两种差异显著的星群呢？进一步分析表明，该移动星群中的主序前恒星可能形成于猎户星云中，而G，K 巨星却与猎户座星云中的恒星处于不同的演化序列，按照星协理论，它们应该不是诞生于猎户座星云的。看来有两波星群恰巧在此邂逅。研究人员推测，成员星中的主序前恒星是来自猎户座星云这个著名的恒星形成区，它们正向外扩散，但还未形成真正的恒星。而G、K 巨星则可能是“外来流动人口”，是跟随旋臂密度波的峰值来到这里的，显著正随着密度波峰值的离去而逐渐散开。
密度波理论示意（来源：Pearly Aqua）
密度波（density wave）是1964年由美籍华裔天体物理学家林家翘（Chia-Chiao Lin）和徐遐生（Frank shu）在荷兰天文学家林德布拉德（Bertil Lindblad）工作的基础上提出的解释星系旋臂的一种理论。该理论认为旋涡星系的旋臂并不是永远由同一批物质组成，恒星会进入旋臂稍作停留再离开，会向另一条旋臂移动。我们可以把旋臂（密度波波峰）位置类比为高架上的红色拥堵节点，当由于车流量过高时，有限的车道上会出现拥堵状况，后车在通过拥堵节点时只能缓慢行驶，耗费大量时间，当通过拥堵节点后，车辆又能提速了。当恒星运动到密度波波峰处，速度会降低，而这会导致更多的恒星在此处堆积，恒星的密集又造成更强的引力场，使得这种状况得以延续，于是就形成了旋臂。同时，星际气体进入旋臂时受到挤压，从而触发恒星形成。这个理论解释了旋涡星系旋臂为什么能保持稳定而不会越缠越紧，也解释了为什么明亮的年轻恒星会集中分布在旋臂上，但并未彻底解决旋臂起源的问题，也没解决漩涡星系会生长出几条旋臂的问题。（最新研究终于确定了银河系拥有4条旋臂，详情请见：）
密度波理论所解释的恒星在旋臂上的迁徙（来源：MATC）
现在看，本项研究中发现的新的移动星群可能与本地臂（Local arm）的密度波有关，加之恰好又在恒星诞生区，老恒星与准恒星存在着某种互动，因此我们可以顺着这个思路继续下去，探索密度波是如何影响旋臂上的恒星形成区的。
参考资料：
[1] 国家天文台研究人员在银河系本地旋臂附近发现了新的移动星群
(http://www.bao.ac.cn/xwzx/kydt/202005/t20200507_5573981.html)
[2] C. R. O'Dell, W. J. Henney, N. P. Abel, G. J. Ferland, and S. J. Arthur. The Three-Dimensional Dynamic Structure Of The Inner OrionNebula (2020)
(DOI: 10.1088/0004-6256/137/1/367)
[3] 李竞, 余恒, 崔辰州. 中英天文学名词. 2015
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