银河系的圆盘,不是平的,而是一边向上弯曲,另一边向下弯曲。欧洲测绘飞船盖亚的数据为翘曲的银河系及其起源提供了新的见解。右下角的两个较小的星系是大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,它们是银河系的两个卫星星系。天文学家多年来一直在思考为什么我们的银河系会被扭曲。盖亚的数据表明,这种扭曲可能是由于与另一个更小的星系的持续碰撞造成的,碰撞会在星系盘上产生涟漪,就像把石头扔进水里一样。
自20世纪50年代以来,天文学家们就已经知道,银河系的圆盘不是平面的,而是一边向上、另一边向下的弯曲。多年来,他们一直在争论是什么造成了这种扭曲。他们提出了各种各样的理论,包括星系间磁场的影响或暗物质的影响等。暗物质是一种存在于星系周围的看不见的物质。如果这样的光环形状不规则,它的引力会使星系盘弯曲。
盖亚对银河系中10亿多颗恒星进行了独特的观测,这可能是解开这个谜题的关键。利用盖亚发布的数据,科学家已经证实了先前的暗示,这个弯曲不是静态的,而是随着时间改变它的方向。天文学家称这种现象为岁差,它可以与陀螺在轴旋转时的摆动相比较。
盖亚的数据显示,扭曲的银河系盘是动态的。翘曲线围绕银河系中心的移动速度比之前预计的要快,在6亿到7亿年内完成一次自转。然而,这仍然比圆盘上的恒星围绕星系中心的速度要慢。例如太阳在仅仅2亿2千万年内完成一个公转。天文学家相信它一定是由某种相当强大的东西引起的,比如与一个较小星系的持续碰撞。此外,翘曲进动的速度远远快于预期——快于星系间磁场或暗物质晕所允许的速度。这表明翘曲一定是由其他原因造成的。某种更强大的东西——比如与另一个星系的碰撞。
我们通过比较数据和模型来测量翘曲的速度。根据获得的速度,经线将在6到7亿年内完成绕银河系中心的一次旋转,这比我们根据其他模型预测得出的结果要快得多。”
盖亚任务发布备受期待的第二次数据,包括对银河系近17亿颗恒星的高精度测量。多亏了盖娅任务的完美完成,这些见解才得以实现。盖娅任务通过精确确定天空中超过10亿颗恒星的位置,并估算它们与我们的距离,从而在三维空间中绘制出我们的银河系。这架类似飞碟的望远镜还可以测量天空中单个恒星的运动速度,让天文学家能够“播放”银河系数百万年历史的“电影”。
这就像拥有一辆汽车,试图在很短的时间内测量这辆汽车的速度和行进方向,然后根据这些值,为汽车的过去和将来的轨迹建模。如果对许多汽车进行这样的测量,我们就可以对交通流进行建模。同样,通过测量数百万颗恒星在天空中的视在运动,我们可以对银河系进行大规模建模。
天文学家还不知道是哪个星系引起了银河系的翘曲,也不知道碰撞是何时开始的。其中一个怀疑对象是人马座,这是一个环绕银河系的矮星系,据信过去层几次穿过银河系的星系盘。天文学家认为人马座将逐渐被银河系吸收,这个过程已经开始了。
科学家分析了来自盖亚的第二次释放的数据,表明我们的银河系仍然承受着一次近距离碰撞的影响,那次碰撞使数百万颗恒星像池塘上的涟漪一样移动。这次近距离碰撞很可能发生在过去的3 - 9亿年,罪魁祸首可能是人马座矮星系。第一次,我们有大量的恒星运动的精确数据,我们可以试着了解星系的大规模运动和形成的历史,这是独一无二的。尽管翘曲和进动在银河系的尺度上令人印象深刻,科学家们向我们保证,它对我们星球上的生命没有明显的影响。
埃洛伊萨说:“太阳距离银河系中心26000光年,那里的翘曲幅度非常小。”“我们的测量主要是针对银河系盘的外部,距离银河系中心及更远的地方有52000光年。”
我们银河系的结构,银河系,有着扭曲的星系盘,它的几千亿颗恒星中的大多数都居住在那里。盖亚的数据证明了圆盘的翘曲正在运动,本质上类似于一个摆动的旋转的顶部。翘曲的旋转速度如此之快,天文学家认为,它一定是由一个相当强大的事件引起的,也许是与另一个更小的星系的持续碰撞,就像把石头扔进水里一样,在圆盘上产生涟漪。盖亚先前发现了银河系和其他星系在最近和遥远的过去发生碰撞的证据,这些证据仍然可以在事件发生数十亿年后的大群恒星的运动模式中被观察到。
与此同时,这颗卫星,目前在其任务的第六年,继续扫描天空,数据不断流向地球。全世界的天文学家都在期待着下一个盖亚数据的发布,分别计划在2020年晚些时候和2021年下半年,以解决我们银河系的更多谜团。
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