去年,兩項獨立的研究深刻地改變我們對銀河系的認識。兩個不同的研究小組通過分析不同的觀測數據,得出一個相同的結論——銀河系盤面並不平整,邊緣區域存在嚴重翹曲。
事情大概是這樣的:
去年2月,在一項發布在《自然-天文學》上的研究中,由中國天文學家和澳大利亞天文學家組成的研究小組率先宣稱銀河系是彎的。研究人員詳細分析了1399顆造父變星,構建出它們的三維分布圖,發現它們的分布呈現一定規律——離銀河系中心越遠,就越偏離銀河系盤面。這暗示著銀河系奇妙的翹曲結構。
隨後,波蘭華沙大學的天文學家進行了更深入的研究。他們擴大了研究樣本,引入光學引力透鏡實驗(OGLE)的觀測數據,共計分析了2431顆造父變星,再次證明銀河系是彎的,並將相關成果發布在《科學》雜誌上。
那麼問題來了,究竟是什麼力量將銀河系掰彎?天文學家對此倍感興趣,猜測可能與神秘的暗物質暈或者星系間磁場有關。
在一項新研究中,天文學家通過分析蓋亞衛星的觀測數據得到另外一種解釋——銀河系的翹曲可能是過去某個時候與矮星系碰撞產生的結果。
蓋亞衛星是歐航局於2013年發射的一臺太空望遠鏡,旨在以前所未有的精度繪製最詳盡的銀河系三維星圖,對天文研究具有重要意義。在此之前,蓋亞衛星已經不止一次揭示了銀河系動蕩的歷史。
比如:蓋亞衛星的觀測數據表明,大約100億年前,銀河系曾與另一個星系發生碰撞,極大地改變銀河系外觀,並在銀河系留下大量恆星;數百萬年前,銀河系與幽靈星系唧筒座2相撞,使銀河系盤面外側的氣體產生微妙漣漪;還有,與一個名叫Gaia Sausage星系的碰撞,將一些恆星推至奇特軌道上運轉。
現在,一組天文學家詳細分析了蓋亞衛星對1200萬顆恆星的觀測數據,發現銀河系中的翹曲和恆星一樣,也會繞著銀心運轉,但速度有所差異。
「我們通過對比分析觀測數據與計算機模型來測定翹曲結構的運轉速度。結果表明,翹曲結構大約6-7億年完成對銀心的一次公轉。「義大利都靈天體物理觀測站的天文學家埃洛伊薩·波喬(Eloisa Poggio)介紹道。
這樣的速度遠超預期,並非暗物質暈和星系間磁場所能解釋,意味著有更強大的力量促使銀河系翹曲,很可能又是星系碰撞的鍋。
至於是與哪個星系發生了碰撞?目前尚不確定,研究人員認為可能是人馬座球狀矮星系。這個矮星系與銀河系非常接近,歷史上曾多次穿越過銀河系。
研究人員已經將這項新發現發布在《自然-天文學》上。接下來,天文學家更多的分析以及蓋亞衛星即將公布的新一批觀測數據,可能幫助我們找到真相。