在銀河系巨大的星圖中,我們地球究竟在哪裡?

2020-12-14 千千靜聞

2013年,歐洲航空局發射了蓋亞衛星。蓋亞衛星的任務是以前所未有的精度對銀河系內數以十億計的恆星進行觀測,測量它們的位置,距離和運動,繪製出銀河系的三維星圖。

蓋亞衛星傳回的數據帶來了一個令人震驚的消息,這些數據改變了天文學家對我們太陽系在銀河系中位置的看法。哈佛大學的拉德克利夫高級研究所負責這項研究,並於近日將研究結果發表在自然雜誌上。

我們地球處在銀河系中的哪裡?

1879年,天文學家班傑明·古爾德(Benjamin Gould)發現了太空中有一個直徑3000光年的環。這個環被稱作是古爾德帶,由塵埃、氣體以及年輕恆星組成,這些恆星相互連接在一起。天文學家認為古爾德帶是包含太陽在內的螺旋臂,太陽距離其中心約325光年。但新的發現改變了我們對古爾德帶的認知。

蓋亞銀河系測繪局收集的數據顯示,古爾德帶只是一個更大結構的一部分。這是一個巨大的蛇形氣體和塵埃波,長9000光年,寬400光年,在銀河系平面上下延伸500光年。

哈佛大學的拉德克利夫高級研究所負責這項研究,這個新發現的結構被命名為拉德克利夫波,天文學家在拉德克利夫波裡面發現了許多新生的恆星。

拉德克利夫波是銀河系中發現的最大的氣態結構,這個結構是如此之大,以至於天文學家從來沒有想到我們居住的地球居然處在一個巨大的波形氣體塵埃帶邊緣。天文學家認為拉德克利夫波可能形成了銀河系的局部分支。

從地球上觀測拉德克利夫波,我們會發現這近乎是一個完美的正弦波。但從太空中觀測時(用計算機生成的地圖來模擬透視圖),我們會發現它是一個非常長的長方形區域。拉德克利夫波讓天文學家開始重新審視銀河系的三維結構。

拉德克利夫波是如何被發現的?

蓋亞衛星於2013年發射升空後,天文學家迫不及待地對古爾德帶進行研究,以確定其是否真的是三維空間形成的環。

天文學家利用最近發展的基於恆星顏色的技術,繪製了塵埃在恆星周圍的三維分布圖,並精確測量到這些恆星到「恆星託兒所」的距離。恆星託兒所」充滿了氣體和塵埃,在萬有引力的作用下,這些氣體和塵埃坍塌形成新的恆星。

當天文學家仔細研究蓋亞衛星傳回的數據時,他們意識到比古爾德帶本身也處在一個更大的結構當中。

比古爾德帶屬於拉德克利夫波的一部分,拉德克利夫波是一個巨大的由氣體和塵埃組成的立體波形結構,太陽離波軸線最近點只有500光年。

這是一種奇特的形狀,天文學家並不清楚它是如何形成的。或許就像池塘裡的一道漣漪,就好像有一個非常巨大的東西降落在我們的星系裡。

蓋亞衛星還發現了什麼?

除了拉德克利夫波之外,蓋亞的數據還幫助天文學家發現了銀河系圓盤上的巨大漣漪,這些漣漪被認為是在不到10億年前與一個矮星系碰撞時產生的。

哈佛大學的拉德克利夫高級研究所的論文並沒有對可能造成拉德克利夫波的事件做出任何推測,目前已知的是它會和太陽發生無害的相互作用。

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