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科学家们尚未搞清楚:我们的银河系为什么是扭曲的?

科学家们尚未搞清楚:我们的银河系为什么是扭曲的?

银河系的边缘正在酝酿着奇特的景象:新的测量表明,银河系盘的一种奇特的扭曲几乎没有移动,这与早些时候的报道相矛盾。

到目前为止,还没有人知道哪个发现最终会是正确的。这关系到宇宙中螺旋星系结构和形成的一些关键细节。

天文学家将银河系描述为一个扁平的圆盘状、双臂螺旋星系,旋转着、闪烁着星星。然而,自20世纪中期以来,天文学家们已经知道原来的银河系形状分布图是错误的。

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通过对电磁波谱中射电部分的观测,首次发现我们星系最远的边界是弯曲的,一些部分向下弯曲,另一些向上弯曲,就像放在热板上的一张黑胶唱片。

西班牙加那利群岛天体物理研究所(IAC)的一名天体物理学博士研究生卓飞尔·乔若巴可娃(Žofia Chrobáková)告诉表示:随后的数据显示,这种被称为星系扭曲的特征在螺旋星系中很常见。

乔若巴可娃说:“对于曲速的形成有不同的解释,比如它可能是由周围的物质落在银河盘上引起的。在这种情况下,失真可能是静止的或移动非常缓慢。”

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但其他理论认为,扭曲是通过更动态的机制形成的,比如与星系边缘的暗物质的相互作用,或者较小的星系围绕较大的星系运行,通过引力拉动它们并产生涟漪。这些想法可能会导致一种活跃的翘曲,这种翘曲可能会像陀螺一样旋转,这种运动被称为岁差。

乔若巴可娃说:“如果我们知道翘曲旋转的速度,它可能就像一块拼图。它告诉我们很多关于翘曲是如何产生的信息。”

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去年,一个研究小组在《自然天文学》杂志上发表文章,他们利用欧洲航天局的盖亚卫星(Gaia)的信息:该卫星提供了对银河系恒星位置的超精确测量吗,推断出我们的星系正在发生扭曲旋转。去年12月发表在《天体物理学杂志》上的第二篇论文证实了这些结果,表明曲速运动得相当快,其周期约为6~7亿年。

乔若巴可娃说:“如果是这样的话,这个过程将比之前的模型预测的快近10倍。”

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但在一项新的研究中,她和她的合著者马婷·鲁培兹-可若多拉(Martín López-Corredoira)停止了之前的测量,她也是IAC的成员之一。通过观察相同的盖亚数据,但是建模细节不同,乔若巴可娃与可若多拉发现经线的移动速度比去年公布的结果慢了3.4倍。他们的研究结果发表在5月13日的《天体物理学杂志》上。

乔若巴可娃说:“我的研究记录了这一新的突破,并表示我们回到了开始的地方,我们称之为反发现。”

意大利都灵大学的天文学家若纳德·德雷默尔(Ronald Drimmel)是第一个测量进动翘曲的团队的成员,他说乔若巴可娃测量的误差棒大到足以让问题悬而未决。

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他告诉还说:“这可能意味着没有运动,或者它有一个很大的运动。有相当多的不确定性。”

德雷默尔说:“很多分歧都归结于翘曲的精确形状,这两个团队都没有一个完美的解决办法。“进行这样的测量是困难的。我们就在银河系的圆盘上,尘埃云限制了我们能看到的距离。”

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乔若巴可娃同意需要更多的数据来解决这个难题。明年,盖亚有望发布一个新的目录,为这场争论提供更多的信息。

这很好,因为其他星系可能太远了,无法解决这个争论。乔若巴可娃说:“银河系是我们有机会对其进行详细探索的星系。”

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