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最详细天体图揭示银河系是“翘曲的” 专家:像上世纪的牛仔裤

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参考消息网8月3日报道 英媒称,迄今为止最详细的银河系三维天体图已经公布,它表明银河系并非一个平面的圆盘,而是像羽毛帽或在阳光下暴晒的黑胶唱片那样 翘曲 的形状。

据英国《卫报》网站8月1日报道,这项最新研究的第一作者、波兰华沙大学的多萝塔 斯科夫龙博士说: 距离银河系中心6万光年的恒星最多比银河平面高出或低出了4500(光年)。这是一个很大的比率。

这项新研究和2019年2月发表的一项研究都发现了类似的形状,它们的依据都是被称为 造父变星 的恒星在银河系的分布情况,这些恒星的亮度会在一个周期中随时间而变化,其明暗变化现象是绘制天体图的关键。

报道认为,一颗恒星变得更暗淡可能是因为距离变远,但也可能是因为它发出的光变少。就造父变星来说,它的最大亮度与光变周期所需的时间长度有关,更亮的造父变星的光变周期更长。通过将这种恒星本身的亮度与看上去的亮度进行比较,研究人员就能计算出一颗造父变星距离我们有多远。

发表在美国《科学》周刊上的这项新研究囊括了来自2400多个造父变星的数据,这令研究团队得以绘制出迄今最详细的银河系三维天体图。

斯科夫龙说: 造父变星相对年轻,年龄不到两亿年,而银河系的年龄据信已有约100亿年。这意味着,我们可以利用造父变星来研究银河系相对较近的历史。

斯科夫龙称,银河系半径约为7万光年,有四条旋臂。这项新研究显示,银河系是 翘曲的 ,一侧的边缘区域由银河平面朝北银极弯曲 向上 ,另一侧弯曲 向下 。圆盘的厚度并非始终一致,它向着边缘呈喇叭形展开,就像一条上世纪70年代的牛仔裤。

前述造父变星研究论文的共同作者、澳大利亚麦考里大学的理查德 德格里斯表示,银河系的翘曲有多种解释。其中包括与较小星系的合并,或者银河系在边缘区域的引力较弱,这意味着那里的天体可能会因为受其他恒星牵引而偏离银河平面。他说,另一种可能性是, 与附近星系的引力相互作用 可能会扭曲受到引力较弱的边缘区域,使其形成类似经纱的结构 。

斯科夫龙说,他们并未在银河系中心区域发现翘曲,这是因为那里的引力非常强,恒星和气体很难偏离银河平面。

这项新研究表明,自银河平面的偏离始于距离银河系中心约2.6万光年处(大致为太阳系所处位置),但从约3.2万光年距离处开始变得幅度更大。

斯科夫龙说,翘曲的星系并不罕见, 事实上,据估计,约有一半的星系可能存在某种可探测到的翘曲。然而,与其他星系相比,我们的星系翘曲程度相当大 。

与此前的研究一样,这项新研究显示,造父变星不均衡地分布于翘曲星系的一侧,形成一片弧形区域。

这个波兰研究团队还发现,较年轻的造父变星离银河系的中心较近,而较老的造父变星则距离中心较远。计算机模拟显示,要形成今天所见的造父变星分布,需在6400万年前、1.13亿年前和1.75亿年前都发生恒星形成事件。

英国圣安德鲁斯大学星系专家薇薇恩 怀尔德博士说,与探索其他星系相比,探索银河系的结构要困难得多。她说: 这是因为我们置身其中,确定与恒星的距离非常困难。

怀尔德表示,很高兴看到关于造父变星如何以及为何集中在银河系一侧的研究。她说: 通过测量那些恒星的年龄并绘制它们在银河系圆盘中的三维位置,我们可以了解,最早于1.75亿年前,它们是如何在银河系旋臂中形成的。

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