银河系中出现巨大波纹科学家不知其成因

天文online
05-14 22:28 来自北京

🌌 银河系正荡漾着一道巨浪!

我们的银河系中正在荡漾着一股巨大的波,科学家们完全不知道是什么导致了它。

穿过我们银河系的波。图片来源:Oxygen/Getty Images

我们的星系——银河系——正有一个巨大的波在其中荡漾。

这个波从银河系中心开始,向外荡漾,就像一块宇宙石头被扔进了银河池塘。

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来源:欧洲空间局–D. Ducros

天文学家已经知道我们的星系并非静止不动:它会旋转和摆动。但发现有一股奇怪的波在星系中荡漾,这多少有些令人意外。

这一发现是利用欧洲空间局盖亚太空望远镜的数据得出的。

盖亚通过长期观测收集数据,测量了银河系中近20亿颗恒星,制作出迄今最详细的银河系地图。

欧洲空间局盖亚任务的数据显示了我们银河系扭曲、晃动的盘状结构。图片来源:斯特凡·佩恩瓦尔登纳尔

过去,科学家发现我们银河系的盘是弯曲的。此前,盖亚发现这个盘像陀螺一样晃动。

盖亚卫星揭示,在银河系中距离太阳数千光年的区域,有一股巨大的波浪正在搅动恒星。

🌀 解释波纹

利用欧洲空间局盖亚任务数据绘制的、展示银河系中巨大波纹的图像。左侧展示了我们星系的正面视图。右侧展示了我们星系的一个顶点切片的侧视图。波纹用红色和蓝色标示。来源:欧洲空间局盖亚DPAC,S·佩恩瓦尔登纳,E·波焦等人。

研究团队基于盖亚数据发布了展示波纹变化方式的图像。

在上图中,数千颗亮星的位置以红色和蓝色显示,叠加在盖亚的银河系地图上。

左边的图像展示了我们的星系,仿佛我们正从正面观察它。右边的图像则展示了我们星系的一个切片,是从侧面观察的。

星系的左侧向上弯曲,右侧向下弯曲。这就是我们银河系的翘曲盘。

新发现的波以红色和蓝色显示。红色表示恒星位于星系扭曲盘上方的区域;蓝色表示恒星位于其下方的区域。

这幅插图展示了该波如何延伸到星系盘的很大一部分区域。

它的涟漪能被距离星系中心3万到6.5万光年的恒星感知到。为了更好地理解这一点,银河系的直径大约是10万光年。

盖亚基于近17亿颗恒星的测量数据对银河系的全天空视图。来源:欧洲空间局——ESA Gaia DPAC,CC BY-SA 3.0 IGO

让这更加引人注目的是,多亏了盖亚(Gaia),我们还能够测量银盘内恒星的运动,意大利国家天体物理研究所(INAF)的天文学家埃洛伊萨·波焦说道,她领导了这项研究。

有趣的部分不仅在于三维空间中波结构的视觉外观,还在于我们分析其中恒星运动时它所表现出的波状行为。

在下方的另一张银河系图像中,白色箭头被用来显示恒星的运动。

这展示了恒星垂直运动的波型如何相对于恒星垂直位置的波型发生水平偏移。

埃洛伊萨说:这种观察到的行为与我们对波的预期一致。

使用欧空局盖亚任务数据呈现的银河系中巨大波纹的图像。红色区域表示恒星位置更向上的区域。蓝色区域表示恒星位置更向下的区域。波纹中恒星的运动由白色箭头标示。鸣谢:欧空局盖亚 DPAC、S. Payne-Wardenaar、E. Poggio 等人。

⚽ 一场宇宙级的墨西哥人浪?

团队将银河系的波比作体育场馆里的墨西哥人浪——一种我们看到的定格在时间中的浪。

星系图中那些被标为红色的区域代表直立站立的人。

具有最大正向垂直运动的人(由最大的向上白色箭头表示)是那些刚开始站起来的人。

该团队通过研究年轻巨星和造父变星的位置及运动情况得出了这一发现。

造父变星是变星,之所以这么叫是因为它们的亮度会变化。

年轻的巨星和造父变星会随波移动这一事实,告诉研究团队这个涟漪可能也在影响我们银河系盘状结构中的宇宙气体。

非常年轻的恒星仍处于形成它们的气体和尘埃中所穿过的涟漪之中。

哈勃望远镜拍摄的造父变星RS船尾座图像。图片来源:H·邦德(空间望远镜科学研究所与宾夕法尼亚州立大学)

❓ 是什么导致了波浪?

研究团队尚不清楚是什么导致了我们星系中的这道巨大涟漪。一种推测是我们的星系与一个矮星系曾发生过碰撞。

这股巨浪可能与所谓的拉德克利夫波有关,后者是在距离太阳500光年处观测到的较小的波,延伸超过9000光年。

埃洛伊萨说:拉德克利夫波是一条小得多的丝状结构,与我们研究的波相比,它位于银河系盘的不同区域(比那道大波浪离太阳近得多)。

这两种波可能相关,也可能不相关。这就是我们想要做更多研究的原因。

盖亚即将发布的第四次数据将包含银河系恒星(包括造父变星等变星)更精确的位置和运动信息。

这将帮助科学家绘制出更精确的地图,从而增进我们对银河系中这些特征的理解,欧洲空间局盖亚项目科学家约翰内斯·萨尔曼表示。

BY: Iain Todd

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://www.skyatnightmagazine.com/space-sciencenews/esa-gaia-milky-way-wave-ripple

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