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科學報 科學文摘 宇宙

研究發現,銀河旋臂也許實際上是附近氣體雲形成的龐大結構


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更新日期:2022401
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龐大的氣體雲,雷德克裏夫波,銀河旋臂的一部分?

天文學家發現,我們在天空中看見的由許多恒星形成的區域,實際上仿佛形成了一個8800光年長的起伏的波,其中包含著相當於300萬太陽質量的氣體,這些氣體可以構成我們銀河系旋臂的一部分。

圖解:雷德克裏夫波(紅色)疊加於藝術家對銀河的描繪

天文學家過去一直認為,銀河旋臂是一個巨大的、不停擴展的、由年輕恒星、氣體和太陽系周圍的灰塵組成的環。這個環是一個叫做“古爾德帶”的區域。但是,當美國、奧地利和英國的一組科學家實際測量了本應當組成這條帶的天體的距離時,他們發現這條帶並不存在——相反,這些天體形成了一個更奇怪的結構,他們稱之為雷德克裏夫波。

哈佛史密斯天體物理中心的研究生蓋瑟琳.祖克,告訴戈茲摩多:“我認為我們發現了最龐大的相關行星形成結構(迄今為止觀察到的),而且它就在我們眼皮底下。”

回溯到2018年4月,歐洲航天局公布了來自蓋亞飛船的第二批數據,包括17億顆恒星的位置和13億顆恒星的運動情況。同年秋天,維也納大學天體物理學家若昂.阿爾維斯開始作為研究員在哈佛大學雷德克裏夫高等研究所工作。阿爾維斯希望用來自蓋亞飛船的寶貴數據,制作相鄰星際中年輕恒星、氣體和灰塵的地圖。他與祖克和其他研究員發明了一種更簡單的方法來測量到附近塵埃雲的距離。這種方法將蓋亞光線加上遙遠行星之間的距離和顏色,以觀察它們的光如何被之間的塵埃雲分散——他們在制作地圖中最感興趣的正是塵埃雲。

當科學家們進行分析時,他們逐漸意識到許多天上著名的星雲和氣體雲,例如獵戶星座星雲,並沒有形成他們預料的環狀。相反,根據今天在自然雜志中發表的這篇論文,這些塵埃雲排列成一條8800光年長的條紋。條紋上面有個波紋,這就像被拔起的繩子一樣。祖克說,研究員並不完全相信這篇論文,他們組織了一次紅色團隊會議,呼籲他們的同事找到論文的錯誤。但是無論他們怎樣嘗試找破綻,論文裏的發現都站得住腳。

考慮到這個結構的形狀和大小,這個團隊都有理由相信他們剛剛拼湊出銀河系旋臂的一部分。阿爾維斯告訴戈茲摩多:“(在其他星系中)美麗的螺旋由片段組成。”他懷疑他的團隊已經找到了一個片段。“我們之前從沒有發現這一點,因為我們離它太近了。”然而,這個結構和過去對星系臂的測量並不完全一致。你可以看到一張雷德克裏夫波結構的交互3D地圖,這裏是古爾德帶和銀河系臂的位置。

馬克.裏德,是一位沒有參加這項工作資深射電天文學家。他在史密森天體物理天文台研究當地星系結構。他在郵件中告訴吉茲摩多:“像雷德克裏夫波這樣的結構與銀河中較大旋臂的形成之間的關系仍然不明確,但是肯定很有趣。”但是,裏德說,這種結構的測量“與使用射電天文學技術的高度精確距離相比,檢驗得很好。”研究員已經發現了這樣的結構,所以他們想搞清楚它是怎樣產生,宇宙中的什麼東西能夠產生一個巨大的波形,導致氣體從銀河系平面向任何一個方向凸出500光年。

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阿爾維斯說,這仍然是一個謎——某種大質量的天體,比如一個矮星系,它一定擾亂了所有的氣體。但是他想不到任何會經過並能引發這種波形的天體。也許罪魁禍首是暗物質,這種神秘的物質似乎構成了宇宙的骨架,也是星系中的大部分質量的所在。研究人員希望使用計算機模擬,來看看他們是否能模擬出這種結構,是否有可能在其他星系中找到類似的結構。

雷德克裏夫波並不太遠——最近的時候它距離太陽1000光年。祖克告訴吉茲摩多,太陽有可能在大約1300萬年前穿過了雷德克裏夫波。

安德烈亞斯·伯克特教授沒有參與這項研究,他來自慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學。他想知道為什麼產生這種波的天體沒有移動太陽,或者這樣的事情是否會發生。他說,繼續研究這些天體有望更全面地提高我們對星系動力學的了解,他重申了星系不僅僅是帶有恒星的扁平圓盤,它們充滿了其他行為和波,使它們具有複雜的結構。

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蓋亞的第三次數據發布定於今年下半年發布,目前還不知道它還會有哪些令人難以置信的發現。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Ryan F. Mandelbaum- pr

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