银河系旋臂的伸展范围比之前认为的要大。
艺术家描绘的银河系顶部视图。根据旧数据估算的旋臂颜色偏冷，而根据新数据估算的旋臂颜色偏暖。NASA / CXC / SAO / M.Weiss
不识庐山真面目，只缘身在此山中。天文学家对我们所在的银河系形态的认识，其实还远不如那些极端遥远的星系。要了解银河系的特征，人们需要动用各种技术，在几乎全波段上进行观测才可能有些微的进展。
一个国际天文科研团队近日使用钱德拉X射线太空望远镜和XMM牛顿科学卫星，对银河系旋臂中尘埃云的距离进行了精确测量。结果发现，这些尘埃云和我们的距离，比之前认为的要远——也就是说，银河系旋臂的伸展幅度可能比之前认为的要大。这意味着天文学家可能需要反思与银河系结构有关的既有理论。
研究人员在测量中使用了“光回波（light echoes）”技术。大质量恒星内核坍缩或中子星合并产生的伽马射线暴同时也会释放出X射线，并在旋臂内的尘埃云上反射形成X射线光环。根据这些光环的直径可以推算反射物与我们的距离——光环越大，这些尘埃云离我们就越近。
主持研究的意大利国家天体物理研究所米兰天体物理空间科研所研究员Beatrice Vaia表示，这是一种仅依靠几何学就能精确测量银河系旋臂距离的方法。其他方法大多需要假设银河系的自转方式，而这样的假设在测量银河系外围区域时，不确定性会显著增加。
研究团队借助三个伽马暴及其在银河系三条旋臂上形成的X射线光回波环，对银河系旋臂的距离进行了测量。这三条旋臂按照与银心距离由近至远排列分别是：英仙臂、外臂和外盾牌-半人马臂。对后两条旋臂中光回波环的观测结果表明，这两条旋臂和我们的距离比之前认为的要远10%。数据还显示，距离我们最遥远的旋臂中尘埃云的宽度大约为3500光年。
研究人员的测量结果适用于旋臂的整个厚度，而不仅限于孤立尘埃云。参与研究的Ilaria Fornasiero表示，新测量结果与之前的数据差距虽然看起来不大，但它可能会迫使天文学家对银河系的质量估算值作出修正，因为银河系旋臂的伸展范围受银河系质量的影响。
这一新的测量技术在精度方面有显著提升，表明伽马暴等强烈瞬变天象在宇宙尺度测定方面的潜力。但能够穿透银盘被我们观测到的伽马暴极为罕见。
这是一幅融合了钱德拉X射线数据与Pan-STARRS光学数据的图像，展现了一个位于银河系外部的明亮X射线源产生的X射线环。伽马射线暴产生的X射线经银河系旋臂中的尘埃云反射后抵达地球，形成了所谓的“光回波”现象。环的直径与尘埃云和地球的距离有关：环越大，尘埃云与我们的距离就越近。伽马暴的源头位于这些圆环的中心。NASA / CXC / INAF / B. Vaia / Pan-STARRS / SAO / N. Wolk & P. Edmonds
参考
Accurate distances of the Galactic spiral arms from dust-scattered X-ray emission of gamma-ray bursts
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2026/06/aa57431-25/aa57431-25.html
NASA’s Chandra Examines Milky Way at Arms’ Length
https://science.nasa.gov/missions/chandra/nasas-chandra-examines-milky-way-at-arms-length/
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