红外消光规律与星际环境

消光规律（消光曲线）的研究是还原天体真实光度和色指数以及了解星际尘埃性质的重要手段，可见/紫外波段的消光律随环境变化及其规律已经非常清楚，在红外波段，虽然天文学家认识到消光规律也是随环境变化的，但对于变化与环境之间的关系还很不清楚。本项目将利用高质量的空间红外数据，包括AKARI和MSX红外卫星的巡天数据，以及Sptizer/GLMIPSE/MIPSGAL/SAGE巡天项目的数据，完成以下工作：（1）获取涵盖硅酸盐消光特征的更多波段的消光规律，研究特征谱消光的变化；（2）挑选代表不同典型星际环境（弥漫星云、致密星云、半透明星云等）的天区，深入研究红外连续谱消光律随星际环境变化的规律；（3）研究大、小麦哲伦云的红外消光规律，与银道面的进行比较，探讨红外消光与星系环境（主要是金属丰度）的关系；（4）给出代表不同星际环境的标准化红外消光曲线，提供高谱分辨率、高空间分辨率的红外消光改正依据。

在本期自然科学基金的期限内，本项目所设想的课题已基本完成，共发表SCI期刊论文10篇，中文核心期刊1篇，国际会议论文2篇，书籍综述章节1篇。项目研究了星际消光随星际环境的变化，进一步证明了近红外消光规律的普适性，以及中红外消光规律的平坦型。利用硅酸盐+石墨+多环芳香烃(PAHs)模型从理论上解释了消光规律在近红外的普适性；首次提出利用微米尺寸的大尘埃颗粒来解释中红外消光规律的平坦性；同时，对星际元素丰度存在已久的“碳元素危机”和“氧元素危机”，提出了更为合理的解释。我们在研究银河系消光规律的基础之上，利用Spitzer/SAGE/SAGE-SMC空间红外数据首次研究了麦哲伦云的红外消光。利用近来在星暴星系M82发现的Ia型超新星SN 2014J的从近紫外至近红外的测光数据，我们采用硅酸盐+石墨尘埃模型导出了SN 2014J的消光规律。这种方法不仅突破了常用的数学化的CCM消光曲线的局限，而且提供了更具物理合理性的、波段范围更广的（紫外至中红外）Ia型超新星消光改正依据。最后，在研究消光规律的过程中，我们不仅完善了传统的色余方法，同时改进并提出了新的计算消光规律的内禀颜色法。项目利用APOGEE和LAMOST光谱数据，得到了G型和K型巨星红外内禀颜色随温度的变化规律。利用这一规律并结合2MASS、AKARI数据、WISE巡天数据将中红外消光规律的研究拓展到8μm至24μm，研究了银河系在近红外和中红外多个波段的消光规律，为天文界提供涵盖硅酸盐消光特征的更多波段的银河系红外消光规律。