银河系核球的动力学结构研究取得重要进展
银河系是一个由银盘、中心核球及暗晕构成的大质量旋涡星系。我们利用最新银河系核球视向速度巡天（BRAVA）的观测结果，结合高精度多体模拟来研究银河系的动力学结构。我们的动力学模型与观测数据可以极好地定量吻合（图1）。我们发现银河系的核球其实就是侧面看到的银河系的棒；它主要是由原初的星系盘通过自身的动力学不稳定性增厚产生的"伪核球"，并不是如经典星系形成理论所预言的由星系并合产生的经典核球。目前的经典星系形成理论认为，像银河系这样大质量旋涡星系的形成，必须经过若干次大的星系并合，而星系并合不可避免地会在星系中心形成显著的经典核球。而我们的研究表明银河系是一个几乎没有经典核球的大质量纯盘星系，因此现有的星系形成理论难以解释众多类似银河系的大质量纯盘星系，必须在星系尺度上加以改进发展。美国国家光学天文台(NOAO)在2012年1月也在网站的首页报道了上海天文台参与完成的银河系棒的研究工作。这篇标题为"银河系中心棒的新见解"（New Insight into the Bar in the Center of the Milky Way）的新闻报道中用一整段介绍上海台发展的银河系棒/核球模型。
我们还证实了银河系核球区存在一个奇特的垂向X型结构，并对其做出了动力学解释（Li & Shen, ApJL, 2012）。银河系内的红团簇巨星因其内禀光度的一致性，可以被当作"标准烛光"而表征距离。最近两个国际科研团组分别独立发现了红团簇巨星的距离在核球区的多个视线方向上呈双峰分布。这表明核球区的恒星可能分布在一个垂向的对称X型结构上。他们认为这种X型结构非常令人困惑，似乎与银河系的中心棒结构不符。
我们对此前发表的银河系核球模型进行了更仔细地分析，发现模型中也存在一个显著的X型结构（图2），并且它与红团簇巨星双峰分布的各项观测结果符合得很好。这个X型结构在棒方向及银盘垂直方向的长度分别为3.0 kpc和1.8 kpc左右，这些值与观测结果接近。模型还预言X型结构占了核球区所有恒星质量的7％左右。该工作显示该X型结构是银河系棒在自身动力学不稳定性作用下的自然演化产物，两者并不矛盾。核球中存在的这种奇特X型结构也表明核球的 形成是由银河系自身的动力学不稳定性主导，而不是通常认为的星系并合过程。该论文的审稿人认为这项工作是一个非常及时的工作（"timely work"），证实了最新的观测结果并给出了合理的动力学解释。该研究成果也已被《中国科学报》头版报道。
我们研究银河系核球的系列论文在发表1-2年多时间里已被引用80多次（包含Nature和ARAA论文的引用），并且作为最新进展被写入最新天文百科全书"Planets, Stars, and Stellar Systems"（2013年Springer出版）的银河系核球一章。这些工作也在2013年国际天文学联合会IAU第298次专题研讨会上被多个特邀报告引用，并成为很多后续工作的基础。
图1：银河系核球动力学模型与BRAVA巡天运动学数据的定量比较，二者吻合得非常好。与之相比，含有经典核球的模型不能很好地符合BRAVA观测数据（Shen et al. 2010）。