銀河系是一個(gè)盤狀星系，在銀盤上有很多氣體和塵埃，因此形成了肉眼可見的壯觀的“黑色星云”。在沿著銀盤的方向（低銀緯）上，由于塵埃的嚴(yán)重消光，在光學(xué)波段幾乎無法看到銀河系以外的天體。因此，一般來說，銀河系外（河外）天體的研究主要集中在遠(yuǎn)離銀盤（高銀緯）的天區(qū)。盡管如此，由于銀河系的盤存在一定厚度，而太陽處于銀盤厚度上的中心位置，我們從任何方向看出去依然存在一定程度的銀河系塵埃消光。因此，對于河外天體來說，銀河系的塵埃消光是一個(gè)必須改正的效應(yīng)。近二十年來，天文研究領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的銀河系消光圖是1998年Schlegel等人基于紅外衛(wèi)星測量到銀河系的塵埃輻射所給出的結(jié)果（以下簡稱SFD消光圖）。自SFD消光圖發(fā)表以來，陸續(xù)有很多工作對銀河系的消光進(jìn)行了獨(dú)立測量，從而對SFD圖進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)。在這些檢驗(yàn)方法中，一個(gè)巧妙的方法是利用宇宙學(xué)原理來對銀河系的消光進(jìn)行獨(dú)立測量。
所謂宇宙學(xué)原理是指宇宙中不存在特殊的位置，即在大尺度上，宇宙是均勻和各向同性的。因此，我們在不同的方向上看銀河系外的天體，其統(tǒng)計(jì)性質(zhì)在大尺度上應(yīng)該是完全一致的。具體來說，在相同的觀測深度上，我們應(yīng)該看到相同數(shù)目的天體，而且這些天體統(tǒng)計(jì)上的物理性質(zhì)比如平均顏色，也應(yīng)該是完全一致的。但是，如前所述，銀河系消光會(huì)在觀測上打破這種宇宙學(xué)原理所預(yù)言的各向同性。在較高消光的天區(qū)，同樣的天體會(huì)在觀測上變得更暗。也就是說，觀測到同樣的深度，較高的消光天區(qū)能看到的天體數(shù)目會(huì)變得更少。不僅如此，由于塵埃在短波段的消光比長波段更強(qiáng)，天體在高消光天區(qū)的顏色也因此會(huì)變得更紅。
近日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)博士研究生李林林在導(dǎo)師沈世銀指導(dǎo)下，從宇宙學(xué)原理出發(fā)，基于塵埃在短波段消光較強(qiáng)的特征，首次利用光學(xué)范圍內(nèi)波長最短的u波段的海量觀測數(shù)據(jù)對銀河系的消光進(jìn)行了系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)研究。該工作所利用的數(shù)據(jù)來自中國天文學(xué)家主導(dǎo)的南銀冠u波段巡天項(xiàng)目。該工作的創(chuàng)新點(diǎn)在于首次同時(shí)將通過星系計(jì)數(shù)獲得的銀河系塵埃消光和通過星系顏色獲得的紅化效應(yīng)結(jié)合起來，在海量數(shù)據(jù)的支持下獲得了高精度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
研究結(jié)果表明，目前通用的SFD銀河系塵埃消光圖在高消光天區(qū)存在顯著的高估現(xiàn)象。不僅如此，通過將銀河系的塵埃消光和紅化結(jié)合，該工作還進(jìn)一步利用統(tǒng)計(jì)方法對銀河系塵埃的物理性質(zhì)給出了限制：銀河系塵埃的消光曲線可以由某些模型，如O’Donnell在1994年所給出的經(jīng)典消光曲線精確描述，而某些模型，如Fitzpatrick在1999給出的修正版消光曲線則和觀測數(shù)據(jù)存在顯著偏離。
該工作目前已經(jīng)被Astronomy Journal正式接受。
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肉眼可見的銀河系塵埃（黑色星云部分）
SFD消光圖
上圖：基于SCUSS數(shù)據(jù)獨(dú)立測量的銀河系塵埃在南銀冠天區(qū)u波段上消光數(shù)值圖。下圖：基于SCUSS測量的銀河系塵埃的紅化值和SFD消光圖的紅化值的對比。由圖可見，SFD消光圖的紅化值在高消光天區(qū)顯著高估。