银河系发现541个新星团，首次以中国高校命名

何治宏博士

封面新闻 记者 苏定伟 赵紫君 实习生 肖琪 魏明会

“如果把银河比作母亲，星云就是银河母亲的‘子宫’，恒星就是她的孩子，星团则是具有相似基因与年龄的多胞胎兄弟姐妹——恒星聚集体，这些恒星通过彼此间的引力作用聚集在一起。”

5月4日，由西华师范大学何治宏博士领衔发现、以“CWNU”（西华师范大学）命名及编号的541个新疏散星团，在国际顶级刊物《天体物理学学报增刊》正式发表公布。“CWNU星团表”成为国际上首次以中国高校及科研院所名字命名编号大样本的天体星表。

浩瀚宇宙，如何发现这些新星团，新星团什么模样，为什么会以高校名字命名呢？封面新闻记者走进西华师大，深入采访学校银河系特殊恒星和星族团队。

为什么寻找新的星团？满足人类好奇心，带动科技进步

西华师大物理与天文学院天文系何治宏博士介绍说，“同一星团中的恒星出生时的最大差异就是体重不一样，重的恒星寿命短，轻的恒星寿命长，体重轻的发出暗弱红光，中等体重的像太阳一样，而最重的那些恒星有着耀眼的蓝色光芒。” 天文学家将整个星团的恒星排列在颜色和亮度平面图（天文学称为赫罗图）中，并与计算模拟的不同年龄星团赫罗图进行直接比较，从而得出星团年龄。

著名的七姊妹星

33岁的何治宏为什么将研究方向定在星团上？测量天体的年龄是天文学上的一个挑战，而星团研究为天文学家打开了一扇测量天体年龄的窗口。2019年，尚在读博期间，在导师指引下，何治宏开始关注星团。

中科院紫金山天文台博士毕业后，何治宏就进入西华师大，“我喜欢我工作的学校，也喜欢这里的研究团队和科研氛围，这正是天文研究最为重要的。”

目前，全球不足20个团队在寻找新的星团，何治宏介绍，这些星团原本就在宇宙中，寻找他们对于我们生活看似少有关联，但这是一个国家基础科学实力的象征，不仅仅是满足人类对天空的好奇，更会带动相关科技的进步，比如说，一个国家的“超算”能力。

如何找到新的星团？不是观测出来，而是海量数据算出来的

原以为何治宏是通过特别的天文望远镜发现这些星团，事实上，这541个星团都是根据数据算出来的。

Gaia空间望远镜与银河合成图

据介绍，2013年，欧洲航天局发射至太空中的天体测量卫星Gaia，经过多年观测，分别在2018年和2020年，Gaia卫星运行团队发布了超过十亿颗恒星的位置、自行和视差等参数，极大地拓宽了人类对银河系的认识。

何治宏就是根据这些公开的数据，用自己独特的计算方法，算出了541个新的星团。

Gaia卫星拥有十多亿颗恒星的天体测量数据，如何在浩瀚的数据海洋中剔除“噪声”，找到可能的星团，同时对每个星团与理论计算进行对比，从而确定星团的物理特性？“海量的数据需要强大的计算能力和高效的算法。”何治宏博士与中科院上海天文台研究人员合作，借鉴了欧洲同行的研究方法，选择了叫做“DBSCAN”（一种无监督机器学习）的聚类算法来进行星团搜寻。“这一算法利用了数据空间的距离密度分层，比如星团的数据密度大，单个的流浪恒星数据密度小，把密度最高的恒星集群挑出来，由此可以发现新的星团。”

何治宏独立创制了一套新的参数计算方法与搜寻方式，设计了一套星团物理量拟合运算流程，编写了整套计算代码，使用了北京云超算的计算设备解决了硬件需求。

经过近两年的计算，何治宏和他的合作团队发现了首批约1000个新星团候选体，其中74个新星团于2021年公布并获得国际国内同领域研究人员认可。随后上海天文台的合作者们利用新算法对新发现的星团进行验证，重新获得了541个新星团的准确成员星信息，经过交叉验证得到了最终结果。

新星团什么模样？谁也没见过，先取个名儿吧

疏散星团示例

“疏散星团是对银河系结构与演化进行示踪的重要天体。”西华师大银河系特殊恒星和星族团队负责人罗杨平教授介绍，根据居住地不同，星团可分为疏散星团和球状星团，其中疏散星团主要出生在银河系盘，不同年龄的星团代表不同时期银河系盘形成的历史遗迹，天文学家研究不同年龄星团就如同考古一样认识整个银河系盘的形成历史。

据国际惯例，星团的发现者或使用者需对新星团进行命名编号，将它与别的天体区分开来，并按首次编号沿用下去，到目前为止已编录1200余个新星团。

“我只是通过计算发现了他们的存在，但他们什么模样我也没见过！”何治宏笑着说，他也可以自己名字来命名，何治宏介绍表示，“‘CWNU’这个命名是因为我每天经过西华师大华凤校区迎曦湖畔，湖畔有‘I CWNU’的标识而触发的灵感。”据悉，“CWNU星团表”也是国际上首次以中国高校及科研院所名字命名编号大样本的天体星表。

西华师大迎曦湖

发现命名新星团只是第一步，西华师大银河系特殊恒星和星族团队将继续对这些星团进行深入研究，继续探寻整个银河系盘的形成历史。

西华师大物理与天文学院院长蒋青权表示，CWNU星团线上发布后，第一时间收到了星团研究专家、巴塞罗那大学Castro-Ginard博士的祝贺，美国物理新闻网作了题为“中国天文学家发现超过500个新疏散星团候选体”的详细报道。

（美国）物理科研新闻网报道

据悉，西华师大天文系是川渝唯一拥有天文学本科、硕士贯通人才培养单位，学校天文研究团队主要集中于致密天体、黑洞、银河系结构、星系宇宙学、银河系特殊恒星及其星族、疏散星团、系外行星、天文台址选址等领域，开展前沿课题研究，在《Nature》《Nature Astronomy》等期刊发表论文100余篇。

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