Spectroscopic survey of LAMOST

Presentation on theme: "Spectroscopic survey of LAMOST"— Presentation transcript:

1 Spectroscopic survey of LAMOST
Yongheng Zhao (National Astronomical Observatories of China) On behalf of the LAMOST operation team

2 LAMOST 我国自主创新研制的主动反射施密特望远镜，由主动球面改正 镜Ma、球面主镜Mb和焦面组成
焦面直径1.75米，放置4000根光纤 创造性地应用主动光学技术，突破了望远镜大口径与大视场难 以兼得的瓶颈，是目前世界上口径最大的大视场望远镜；采 用并行可控式光纤定位技术使每次观测可以获得4000个天体 的光谱，使LAMOST成为目前世界上光谱获取率最高的望远镜 Ma Mb 焦面

3

4 LAMOST光谱巡天

5 LAMOST光谱巡天 科学目标：银河系结构与演化、多波段天体交叉证认、 星系物理 2009年通过国家验收
2011年9月-2012年6月，先导巡天 2012年9月-2017年6月，五年正式巡天 2011年9月-2015年6月，迄今已获得高质量光谱 466万（信噪比大于10），恒星参数星表317万

6 LAMOST先导巡天 2011年10月24日开始先导巡天 2011年11月24日开始释放数据 到2012/6/26 观测401个天区

7 数据公开释放 2012年8月：国际天文学联合会（IAU）大会 318,797 光谱（S/N >10）
样本 DVD （40,000 光谱）

8 LAMOST光谱巡天进展 巡天：巨大的发现空间 Footprint of 455 million spectra of SNRs > 10 collected by 单位（万） 观测截止日期 总光谱数 恒星光谱数 SNR > 10恒星光谱数 有参数恒星光谱数 发布/释放日期 DR0 92 82 61 39 / DR1 220 194 180 106 / DR2 414 378 322 221 / DR3 574 520 455 296 / 8

9 LAMOST光谱

10 Emission line galaxy r=19.90 z=0.06 Emission line galaxy r=19.90 z=0.09 Quasar r=19.14 z=2.40 K3 star r=19.40 WD star r=18.18

11 观测天区数 pilot 1st yr 2nd yr 3rd yr 4th yr 379 423 323 191 304 206 85 97
V 379 423 317 323 B 191 304 251 206 M 85 97 166 186 Plates 401 655 824 734 715

12 Spectral data 1.5 M spectra / year pilot 1st yr 2nd yr 3rd yr Spectra
906,420 1,637,842 1,588,520 1,622,344 Star 807,575 1,509,790 1,462,309 1,489,013 Galaxy 2,754 9,555 25,356 24,150 QSO 618 4,094 3,921 7,721 Unknown 95,473 114,403 96,934 101,460 恒星： 其中g或i波段信噪比大于10的： 星系：17994 类星体：3325 UNKNOWN：139984 总发布数： 1/6/16

13 Stellar parameters (2,165,200 spectra in DR2)
Exceeding the total number of currently known database; Largest stellar parameter catalogue so far

14 pilot 1st yr 2nd yr 3rd yr AFGK 389,877 821,984 995,328 970,806 A
55,077 72,075 69,724 78,524 M dwarfs 72,479 62,376 709,05 93,430

15 数据获取 分类 DR3 DR5 发布总光谱数 575万 900万 恒星 526万 800万 星系 6万 8万 类星体 1.6万 2万
恒星参数 317万 500万 15

16 与国际光谱巡天项目比较 LAMOST 已获得的高质量光谱数超过国际上其他巡天项目发布的光谱数之和。 巡天项目 时 间 光谱数
时 间 光谱数 2dF (5年) 250,000 6dF (5年) 136,304 RAVE (7年) 574,630 SDSS-I、II (8年) 1,270,000 SDSS-III (6年) 2,000,000 国际光谱巡天项目光谱数合计 4,230,934 LAMOST 已获得 (4年) 4,660,000 LAMOST 已获得的高质量光谱数超过国际上其他巡天项目发布的光谱数之和。

17 与国际恒星光谱巡天项目比较 恒星光谱巡天项目 巡天时间 获得光谱数 SDSS SEGUE： 36万 APOGEE： 10万 APOGEE2：2014- 50万 SDSS合计 96万 RAVE 57万 LAMOST 455万 LAMOST发布的恒星光谱数量是美国斯隆（SDSS）巡天项目 的4倍，是澳大利亚RAVE项目的8倍，将极大推进对银河 系的研究

18 LAMOST光谱数据

19 Data policy of LAMOST Internal release Public release （after 1.5 yrs)
Chinese astronomers International collaborators (with Chinese groups) DR1 ( ) : 1.8 M spectra / 1.0 M parameters DR2 ( ): 3.0 M spectra / 2.1 M parameters DR3 ( ): 4.6 M spectra / 3.1 M parameters Public release （after 1.5 yrs) DR1 ( ) : 1.8 M spectra / 1.0 M parameters DR2 ( ): 3.0 M spectra / 2.1 M parameters

20 LAMOST数据发布

21 LAMOST光学效率 总透过率 蓝端：先导巡天的1.06%逐步提高到第二、三年巡天时的2.64%和2.57%，
红端：先导巡天的2.57%提高到第二年巡天时的4.75%和第三年巡天时的5.12%

22

23 2D pipeline: sky subtraction
Comparison with SDSS: Better in red band for same S/N 760 and 860 nm where large number of sky emission lines

24 Flux calibration: spectral accuracy
Green solid line: median Green dashed lines: std.dev Red solid lines: examples Comparisons of multi-observations as well as with photometry show the final SEDs have an accuracy better than 12%. Xiang et al. 2015

25 Comparison with external data: Teff, log g, [Fe/H]
Teff, log g and [Fe/H] are accurate to ~ 150 K, ~ 0.25 dex, 0.15 dex for FGK stars, respectively. The results of SDSS DR9 are systematically −105 K, 0.24 dex, 0.12 dex lower. Xiang et al. 2014b

26 Comparison with external data: radial velocities

27 LAMOST科学成果

28 LAMOST用户

29 利用LAMOST数据发表论文情况 观测季，利用LAMOST数据发表SCI论文及论文引用数显著增加，分别增长了100%和140% 与美国SDSS巡天相比，发表论文具有相同的增长态势和相当的体量 （LAMOST 2015年统计截止到9月）

30 LAMOST&SDSS 利用LAMOST数据的科学产出统计 7 3 12 9 15 51 183 13 110 1038 21
年份 利用光谱发表论文数(SCI) 利用光谱数据论文引用数 2010 7 97 2011 3 20 2012 12 494 2013 9 125 2014 15 116 2015 51 183 2016（1-5） 13 总计 110 1038 已提交待发表 21 利用SDSS早期数据科学产出统计 年份 论文 总数(光谱+测光） 利用光谱发表论文数(SCI) 利用光谱数据论文引用数 1998 13 1 24 1999 15 4 150 2000 25 214 2001 39 9 459 2002 87 30 776 2003 90 68 371 总计 269 116 1994

31 LAMOST科研成果 构建迄今最大恒星光谱样本 取得大样本研究重要成果 发现一批有重要研究价值的特殊天体
M型矮星、疏散星团成员星、K型巨星、M型巨星、红团簇星、DA白矮 星等，为研究银盘、银晕的结构和化学动力学性质及演化奠定了坚实 的基础 取得大样本研究重要成果 恒星演化：DA型白矮星光度质量函数、测量分析了大样本场星的双星比例及其随颜色（光谱型）和金属丰度的变化、分析研究了大样本恒星色球活动指数及其随银盘高度和恒星年龄的演化 银河系化学动力学演化和暗物质分布：太阳本征速度、太阳近邻恒星运动速度场精细结构、银盘径向和垂向丰度梯度及其随时间的演化、银河系转动曲线（总质量）及太阳近邻（暗）物质密度等银河系研究的基础前沿性问题、发现一批移动星群 发现一批有重要研究价值的特殊天体 高速星、化学丰度特殊星、白矮星、白矮星-主序星双星、M31/M33球 状星团、行星状星云和类星体、星系对、双活动星系核等

32 化学增丰是宇宙演化理论的基石，研究星系的化学演化是追踪 星系的形成和演化历史的重要手段之一
大 爆 炸 宇宙背景辐射 黑暗时代 原初星系并合 现代星系 第一代恒星 137亿年 10亿年 1亿年 100万年 化学增丰是宇宙演化理论的基石，研究星系的化学演化是追踪 星系的形成和演化历史的重要手段之一 银河系的演化历史构成了星系演化图像中最重要的组成部分

33

34

35 构建迄今最大样本 不同样本对应银河系不同距离，是研究银河系不同尺 度的重要探针！ 星表 数量 作者 M巨星 8600
Zhong et al.2015,RAA K巨星 约13万 Liu et al.2014,ApJ 红团簇星 约8.6万 Wan et al.2015 & Huang et al.2015,RAA 主序转折星 约30万 Xiang et al.2015,RAA M矮星 约20万 Guo et al.2015,RAA 不同样本对应银河系不同距离，是研究银河系不同尺 度的重要探针！

36 Kepler天区

37 成果范例 由增强的磁活动所表征的超级耀发恒星
比太阳最大的耀发高1-6个量级的恒星表面大型爆发事件。 LAMOST对5648颗类太阳恒星的观测数据，包括48颗超级耀发恒星。观测表明超级耀发恒星通常具有比其他恒星（包括太阳）更强的色球发射的特点 (Nature Comm. 2016)

38 SDSS、LAMOST & Gaia

39 Stellar halo profile Xu et al. in prep.

40 Local dark matter density

41 Stellar kinematics

42 银河系巡天的创新之处 依托国家大科学工程，充分发挥LAMOST巨大的 光谱获取能力；
在国际上率先实现天区覆盖连续、统计无偏大 样本银河系光谱巡天，为我国在大型天文基础 数据库上填补空白； 揭示银河系集成历史及相关物理过程和规律， 阐释二十一世纪天体物理学重大问题 — 星系 的形成与演化 973、基金委天文重大、中科院先导B

43 Thank You！