“如果把銀河比作母親，星云就是銀河母親的‘子宮’，恒星就是她的孩子，星團則是具有相似基因與年齡的多胞胎兄弟姐妹——恒星聚集體，這些恒星通過彼此間的引力作用聚集在一起。”

5月4日，由西華師范大學何治宏博士領銜發(fā)現(xiàn)、以“CWNU”(西華師范大學)命名及編號的541個新疏散星團，在國際頂級刊物《天體物理學學報增刊》正式發(fā)表公布。“CWNU星團表”成為國際上首次以中國高校及科研院所名字命名編號大樣本的天體星表。

浩瀚宇宙，如何發(fā)現(xiàn)這些新星團，新星團什么模樣，為什么會以高校名字命名呢?封面新聞記者走進西華師大，深入采訪學校銀河系特殊恒星和星族團隊。

為什么尋找新的星團？滿足人類好奇心，帶動科技進步

西華師大物理與天文學院天文系何治宏博士介紹說，“同一星團中的恒星出生時的最大差異就是體重不一樣，重的恒星壽命短，輕的恒星壽命長，體重輕的發(fā)出暗弱紅光，中等體重的像太陽一樣，而最重的那些恒星有著耀眼的藍色光芒。” 天文學家將整個星團的恒星排列在顏色和亮度平面圖(天文學稱為赫羅圖)中，并與計算模擬的不同年齡星團赫羅圖進行直接比較，從而得出星團年齡。

33歲的何治宏為什么將研究方向定在星團上?測量天體的年齡是天文學上的一個挑戰(zhàn)，而星團研究為天文學家打開了一扇測量天體年齡的窗口。2019年，尚在讀博期間，在導師指引下，何治宏開始關注星團。

中科院紫金山天文臺博士畢業(yè)后，何治宏就進入西華師大，“我喜歡我工作的學校，也喜歡這里的研究團隊和科研氛圍，這正是天文研究最為重要的。”

目前，全球不足20個團隊在尋找新的星團，何治宏介紹，這些星團原本就在宇宙中，尋找他們對于我們生活看似少有關聯(lián)，但這是一個國家基礎科學實力的象征，不僅僅是滿足人類對天空的好奇，更會帶動相關科技的進步，比如說，一個國家的“超算”能力。

如何找到新的星團？不是觀測出來，而是海量數(shù)據(jù)算出來的

原以為何治宏中通過特別的天文望遠鏡發(fā)現(xiàn)這些星團，事實上，這541個星團都是根據(jù)數(shù)據(jù)算出來的。

據(jù)介紹，2013年，歐洲航天局發(fā)射至太空中的天體測量衛(wèi)星Gaia，經(jīng)過多年觀測，分別在2018年和2020年，Gaia衛(wèi)星運行團隊發(fā)布了超過十億顆恒星的位置、自行和視差等參數(shù)，極大地拓寬了人類對銀河系的認識。

何治宏就是根據(jù)這些公開的數(shù)據(jù)，用自己獨特的計算方法，算出了541個新的星團。

Gaia衛(wèi)星擁有十多億顆恒星的天體測量數(shù)據(jù)，如何在浩瀚的數(shù)據(jù)海洋中剔除“噪聲”，找到可能的星團，同時對每個星團與理論計算進行對比，從而確定星團的物理特性?“海量的數(shù)據(jù)需要強大的計算能力和高效的算法。”何治宏博士與中科院上海天文臺研究人員合作，借鑒了歐洲同行的研究方法，選擇了叫做“DBSCAN”(一種無監(jiān)督機器學習)的聚類算法來進行星團搜尋。“這一算法利用了數(shù)據(jù)空間的距離密度分層，比如星團的數(shù)據(jù)密度大，單個的流浪恒星數(shù)據(jù)密度小，把密度最高的恒星集群挑出來，由此可以發(fā)現(xiàn)新的星團。”

何治宏獨立創(chuàng)制了一套新的參數(shù)計算方法與搜尋方式，設計了一套星團物理量擬合運算流程，編寫了整套計算代碼，使用了北京云超算的計算設備解決了硬件需求。

經(jīng)過近兩年的計算，何治宏和他的合作團隊發(fā)現(xiàn)了首批約1000個新星團候選體，其中74個新星團于2021年公布并獲得國際國內(nèi)同領域研究人員認可。隨后上海天文臺的合作者們利用新算法對新發(fā)現(xiàn)的星團進行驗證，重新獲得了541個新星團的準確成員星信息，經(jīng)過交叉驗證得到了最終結果。