疏散星團(tuán)的形態(tài)研究可為追溯星團(tuán)的形成機(jī)制提供觀測證據(jù)，并有助于探索星團(tuán)的演化過程。疏散星團(tuán)在二維投影面上的形態(tài)多符合核-殼結(jié)構(gòu)，而這種分層結(jié)構(gòu)是否真實(shí)存在于三維空間尚無定論。

近期，中國科學(xué)院新疆天文臺(tái)光學(xué)天文與技術(shù)應(yīng)用研究室博士研究生胡卿順在研究員艾力·伊沙木丁和張余的指導(dǎo)下，基于蓋亞（Gaia）數(shù)據(jù)創(chuàng)新性地提出了玫瑰圖疊加法，對(duì)太陽附近500pc范圍內(nèi)的疏散星團(tuán)樣本三維分層結(jié)構(gòu)開展研究。研究表明，玫瑰圖疊加法可以定量描繪疏散星團(tuán)的形態(tài)，并可以為甄別疏散星團(tuán)樣本的三維結(jié)構(gòu)提供方法支撐。未來，該方法或?qū)κ枭⑿菆F(tuán)的結(jié)構(gòu)分類起到重要作用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》（A&A）上。

科研人員采用玫瑰圖在三維空間中的三個(gè)投影面上定量地描繪疏散星團(tuán)的無規(guī)形態(tài)（圖1）。研究通過疊加獲取了每一個(gè)疏散星團(tuán)樣本的合成玫瑰圖（圖2），并將合成圖是否具有穩(wěn)定的內(nèi)核圓作為甄別疏散星團(tuán)樣本是否具有三維分層結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。研究表明，若星團(tuán)的疊加玫瑰圖中出現(xiàn)穩(wěn)定內(nèi)核圓，則該疏散星團(tuán)具有三維分層結(jié)構(gòu)。此外，科研人員定義了該三維分層結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)，包括穩(wěn)定內(nèi)核圓面積、不穩(wěn)定內(nèi)核面積、分層結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定參數(shù)。研究通過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，疏散星團(tuán)樣本的內(nèi)核圓面積與自身成員星數(shù)目保持著相對(duì)顯著的正相關(guān)關(guān)系，而疏散星團(tuán)樣本分層結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定參數(shù)與自身成員星數(shù)目之間存在顯著的負(fù)相關(guān)性關(guān)系。

該研究是利用玫瑰圖疊加法首次探究疏散星團(tuán)三維分層結(jié)構(gòu)。星團(tuán)三維分層結(jié)構(gòu)背后的物理機(jī)制、形成星團(tuán)三維分層結(jié)構(gòu)的條件等問題仍需進(jìn)一步研究。

論文鏈接

圖1.(a) 修正距離前（灰色散點(diǎn)）和修正距離后（彩色散點(diǎn)），Gulliver 20星團(tuán)樣本在三個(gè)投影面上的成員星分布。(b) 修正距離后，疏散星團(tuán)樣本在三個(gè)投影面上的玫瑰圖。

圖2.Gulliver 20星團(tuán)的疊加玫瑰圖。深紫色的圓形區(qū)域代表該星團(tuán)的規(guī)則核心，深藍(lán)色的區(qū)域代表其不規(guī)則核心。其余顏色區(qū)域?yàn)樵撔菆F(tuán)的外部結(jié)構(gòu)。