银河系旋臂结构的精确测定是天文学上的老大难问题。因为太阳系身在旋臂深处，从而导致多重旋臂结构在视线方向上重叠。皇冠紫金山天文台徐烨研究员领导的研究团队一直致力于相关研究工作，与国际同行合作基于脉泽高精度天体测量研究银河系旋臂结构的系列研究工作曾被国际权威专家评价为该领域的“新纪元”和“里程碑”，被《科学》杂志评价为“以前所未有的细节描绘了太阳附近的旋臂结构”。近年，研究团队又在国际上率先利用欧空局盖亚（Gaia）空间天体测量卫星项目两次公开释放的数据(Gaia DR2/EDR3)，系统开展对银河系旋臂结构、运动学及演化的深入研究，取得了系列阶段性重要进展。10月5日，《美国科学院院报》(PNAS)刊文介绍了相关工作^[1]。

　　紫金山天文台研究团队及时跟进分析了盖亚卫星大质量恒星的高精度视差和自行数据，并综合前期脉泽视差高精度测量研究结果^[2]，系统研究了这两类旋臂示踪天体在银盘上的分布，绘制了迄今最精确、最细致的银河系旋臂结构图^[3]。首次将部分旋臂从北天延伸至南天，更细节地描绘了旋臂间的次级结构。本地臂延伸长度至少为25000光年，更类似于主旋臂的特征。同时，还发现银河系旋臂的不均匀性以及大质量恒星与其它天体的运动差异，从而更好地限定了银河系的基本参数。系列研究工作发表于Astronomy & Astrophysics Letter^[3][4]和Research in Astronomy & Astrophysics^[5]，也开创了使用盖亚卫星数据研究银河系旋臂结构的先河。

　　《美国科学院院报》在Front Matter/Inner Workings栏目刊发特约评述文章“天文学家正在重绘我们在银河系中的位置(Astronomers are redrawing our corner of the Milky Way)”，介绍了该团队及其国际合作团队在“发现本地臂”“精确描绘银河系旋臂新图景”以及“首次提出银河系复杂结构的新观点”等多项银河系旋臂结构方面的研究成果，并突出介绍了该团队的最新银河系旋臂结构图（图1）。文中介绍最新成果的4篇文献中有3篇是该团队成员为第一作者或主要成员的工作。《美国科学院院报》与《自然》(Nature)和《科学》(Science)齐名，其Front Matter/Inner Workings栏目探究先进研究方法和实施途径（explore cutting-edge method and approach）。

　　此外，该团队还利用Gaia卫星数据搜寻和证认新的星团^[6][7]，并利用星团的分布、运动和回归在国际上首次研究了银河系旋臂的演化^[8]。

　　研究工作受到了国家自然科学基金的支持。经过近二十年的不断努力，紫金山天文台在银河系旋臂结构领域的研究已跻身国际先进水平。

图1. 最新银河系旋臂结构图^[1][3]

参考文献：
[1] Ken Croswell. 2021, PNAS, 118(40)
[2] Xu, Y., Li, J. J., Reid, M. J., et al. 2013, ApJ, 769, 15
[3] Xu, Y., Hou, L. G., Bian, S. B., et al. 2021, A&A, 645, L8
[4] Xu, Y., Bian, S. B., Reid, M. J., et al. 2018a, A&A, 616, L15
[5] Xu, Y; Hou, L. G.; Wu, Y. W., 2018b, RAA, 18, 146X
[6] He, Z. H., Xu, Y., Hao, C. J. et al. 2021, RAA, 21, 93H
[7] Hao, C.J., Xu, Y., Wu, Z.Y., et al. 2020, PASP, 132c4502H
[8] Hao, C.J., Xu, Y., Hou, L.G., et al. 2021, A&A, 652, A102