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原来银河系不是个碟子,而是卷翘的薯片


显然我们的银河系真的很喜欢扭来扭去。一项新的研究表明,银河系不是一个漂亮、整齐、平坦的圆盘——它的边缘扭曲严重。

我们经常将自家的星系与隔壁的仙女座星云放到一起比较。仙女座星系(可能)比银河系大,但它们本身都足够庞大,又都是旋涡星系,年龄也差不多。

由于我们身处银河系中,无法直接观察到它的完整形状——就像在房间里试图搞清楚整栋建筑。但是,在过去人类积累了很多宇宙学方面的知识,自认为对银河系具备了基本的认知。

现在天体物理学家却发现,离银河系中心越远,就越翘曲和扭曲。如果跳出银河系,从侧面看,它的边缘不是一条直线;相反,它看起来更像是一个细长的S.

这一发现完全归功于中国科学院国家天文台陈孝钿博士、邓李才研究员、刘超研究员等人联合澳大利亚麦考瑞大学Richard de Grijs教授和北京大学王舒博士组成的国际合作团队。

“众所周知,如果不清楚银河系实际上的形状,就很难确定太阳到远处气态星云物质间的实际距离。”中国科学院国家天文台的天文学家陈孝钿介绍说。 。

现有的一种方法是利用造父变星。它的光变周期(即亮度变化一周的时间)与它的光度成正比,因此可用于测量星际和星系际的距离。

在光谱中,恒星之间的灰尘和气体可能妨碍我们确定亮度,这意味着在距离计算中存在一些不确定性。

但红外辐射可以穿透尘埃,从而获得更准确的结果——这就是科学家们所使用的工具。

“我们使用了WISE太空观测站获得的红外观测数据,降低了尘埃的影响,并确定造父变星与地球间的距离,不确定度小于3%至5%——这是迄今为止前所未有的准确度。”天体物理学家Richard de Grijs说,“结合它们在天空中的位置,我们构建了以造父变星为基本点的银河系三维地图,我们将其与星系盘中气态物质的分布进行了比较。”

“结果都指出,银河系不是一个平坦的圆盘。”

螺旋星系在边缘翘曲,倒不是很不寻常的现象,特别是如果氢原子构成的气态物质延伸到了星系的恒星盘之外。那是什么让银河系的边缘变得如此引人注目?它包含了恒星而不只是气态原子——从宇宙尺度上来说,诞生没多久的恒星。

但是,de Grijs说,更有意思的是银河系被扭曲或旋动。

“星系的进动似乎意味着银河系的巨大内盘可能迫使外盘跟随其旋转,但外盘的旋转滞后——导致扭曲,”他说,“我们以前不知道银河系会出现这种现象,但是[退休的天文学家] Frank Briggs在几年前发现了十几个大型旋涡星系。结合他和我们的结果,我们相信它们和银河系具有相同的动力学机制。”

这个结果使我们更好地了解了银河系的三维结构和动力学,有助于我们确定星系的物质数量和分布的上限——理论计算将带领我们接近神秘的暗物质。

此外,我们能从中发现银河系与其卫星星系的关系和相互作用的端倪,特别是麦哲伦星云,以及我们局部(光滑)空间的历史。

研究成果被发表在Nature Astronomy杂志上。




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