天文科普:银河系牌薯片,你想吃么?


我们都知道银河系是一个盘状星系,但是这个盘子的形状是中间凹陷下去的吗?并不是,银河系不仅不像一个盘子,它还像一个卷翘的薯片。简单说来,我们银河系的星系盘并不是平展的,而是在边缘的一侧向上翘,在另一侧向下弯。在银河系的外盘处,巨大的星系盘会逐渐向上或向下卷起,整体形成一个接近炸薯片一样的弯曲状态,天文学家称这种形状为"翘曲"

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这个所谓的"银盘"总体上具有旋转对称和平面对称结构,中间厚而外缘薄。银盘的对称平面称为银道面。这是自1785年的英国天文学家威廉·赫谢尔的工作给人们的基本认识。


那么银河系为什么会卷曲呢?自1950年代以来,天文学家们就一直想弄明白这个问题。 而来自欧洲空间局的巡天观测卫星盖亚(Gaia)的数据表明,这种扭曲可能源于另一个较小星系的碰撞,并且这一碰撞正在进行,碰撞产生的冲击通过银盘传播到银河系边缘,就像往水中扔进石块会荡起涟漪一样。

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关于造成银河系的这种扭曲结构的原因,天文学家们提出了各种理论,包括星际磁场或是暗物质晕的影响,暗物质晕是一种大量不可见物质的聚集,科学家猜测星系周围萦绕了大量的暗物质。如果暗物质晕的形状是不规则的,它产生的引力就可能会使银盘弯曲。


来自欧洲空间局的卫星盖亚最近正忙于帮助天文学家们探索这个问题。盖亚对我们银河系中超过十亿颗恒星进行了史无前例的调查,因此,它可能会成为解决银盘翘曲谜团的关键。现在,盖亚的一些数据证实了先前的某些猜测,即这种翘曲不是一成不变的,而是会随着时间的推移改变方向。天文学家称这种现象为进动 ,类似于陀螺在旋转时的自转轴摆动。


而且,翘曲位置的进动速度比预期的要快得多,比星际磁场或暗物质晕影响所应造成的速度还要快。这表明银盘的翘曲一定是由某些其他原因引起的,某些更为强力的原因,例如与另一个星系的碰撞。


目前为止,天文学家还没清楚究竟是哪个星系让我们的银河系荡起了涟漪,也不知道它是从什么时候开始撞上银河系的。 在此之前,盖亚发现了在近期以及遥远的过去,银河系曾与其他星系之间发生过碰撞,在碰撞事件发生数十亿年之后,仍然可以在大型恒星群体的运动模式中观察到这种现象留下的痕迹。

让我们一起期待盖亚会给我们什么样的数据,是否能揭开银河系卷曲形态的谜底呢?

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