最詳細天體圖揭示銀河系是「翹曲的」 專家:像上世紀的牛仔褲

2021-01-12 央視網
最詳細天體圖揭示銀河系是「翹曲的」 專家:像上世紀的牛仔褲

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  參考消息網8月3日報導 英媒稱,迄今為止最詳細的銀河系三維天體圖已經公布,它表明銀河系並非一個平面的圓盤,而是像羽毛帽或在陽光下暴曬的黑膠唱片那樣「翹曲」的形狀。

  據英國《衛報》網站8月1日報導,這項最新研究的第一作者、波蘭華沙大學的多蘿塔·斯科夫龍博士說:「距離銀河系中心6萬光年的恆星最多比銀河平面高出或低出了4500(光年)。這是一個很大的比率。」

  這項新研究和2019年2月發表的一項研究都發現了類似的形狀,它們的依據都是被稱為「造父變星」的恆星在銀河系的分布情況,這些恆星的亮度會在一個周期中隨時間而變化,其明暗變化現象是繪製天體圖的關鍵。

  報導認為,一顆恆星變得更暗淡可能是因為距離變遠,但也可能是因為它發出的光變少。就造父變星來說,它的最大亮度與光變周期所需的時間長度有關,更亮的造父變星的光變周期更長。通過將這種恆星本身的亮度與看上去的亮度進行比較,研究人員就能計算出一顆造父變星距離我們有多遠。

  發表在美國《科學》周刊上的這項新研究囊括了來自2400多個造父變星的數據,這令研究團隊得以繪製出迄今最詳細的銀河系三維天體圖。

  斯科夫龍說:「造父變星相對年輕,年齡不到兩億年,而銀河系的年齡據信已有約100億年。這意味著,我們可以利用造父變星來研究銀河系相對較近的歷史。」

  斯科夫龍稱,銀河系半徑約為7萬光年,有四條旋臂。這項新研究顯示,銀河系是「翹曲的」,一側的邊緣區域由銀河平面朝北銀極彎曲「向上」,另一側彎曲「向下」。圓盤的厚度並非始終一致,它向著邊緣呈喇叭形展開,就像一條上世紀70年代的牛仔褲。

  前述造父變星研究論文的共同作者、澳大利亞麥考裡大學的理察·德格裡斯表示,銀河系的翹曲有多種解釋。其中包括與較小星系的合併,或者銀河系在邊緣區域的引力較弱,這意味著那裡的天體可能會因為受其他恆星牽引而偏離銀河平面。他說,另一種可能性是,「與附近星系的引力相互作用……可能會扭曲受到引力較弱的邊緣區域,使其形成類似經紗的結構」。

  斯科夫龍說,他們並未在銀河系中心區域發現翹曲,這是因為那裡的引力非常強,恆星和氣體很難偏離銀河平面。

  這項新研究表明,自銀河平面的偏離始於距離銀河系中心約2.6萬光年處(大致為太陽系所處位置),但從約3.2萬光年距離處開始變得幅度更大。

  斯科夫龍說,翹曲的星系並不罕見,「事實上,據估計,約有一半的星系可能存在某種可探測到的翹曲。然而,與其他星系相比,我們的星系翹曲程度相當大」。

  與此前的研究一樣,這項新研究顯示,造父變星不均衡地分布於翹曲星系的一側,形成一片弧形區域。

  這個波蘭研究團隊還發現,較年輕的造父變星離銀河系的中心較近,而較老的造父變星則距離中心較遠。計算機模擬顯示,要形成今天所見的造父變星分布,需在6400萬年前、1.13億年前和1.75億年前都發生恆星形成事件。

  英國聖安德魯斯大學星系專家薇薇恩·懷爾德博士說,與探索其他星系相比,探索銀河系的結構要困難得多。她說:「這是因為我們置身其中,確定與恆星的距離非常困難。」

  懷爾德表示,很高興看到關於造父變星如何以及為何集中在銀河系一側的研究。她說:「通過測量那些恆星的年齡並繪製它們在銀河系圓盤中的三維位置,我們可以了解,最早於1.75億年前,它們是如何在銀河系旋臂中形成的。」

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