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戳破英仙座臂错觉,银河系某部分可能更蓬松,没有明显结构

前瞻网 2021-12-23 13:51
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一项新研究表明,银河系外的一部分比之前认为的更近似于团块状,组织更松散。

站在地球上望向天空,一条长带的就是银河系,因为我们在它里面,所以只能看到它的侧面。如果我们能以超过光速的速度在银河系平面上方飞行,就会看到一个扁平的圆盘,其旋臂环绕着星系核心。但是,这些旋臂到底是什么形状呢?被困在地球,没有鸟瞰图,需要找其他方法来测量星系的形状。

从地球的位置向外移动,天文学家已经建立了一个邻近的螺旋臂的模型,被称为英仙座臂。之前的研究表明,英仙臂具有狭窄而独特的形状。然而,新研究表明,英仙臂至少有一部分可能是蓬松的,没有任何明确的结构。

位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)的乔希·皮克(Josh Peek)说:“长期以来,基于测量和推断的结合,我们脑海中一直有一幅银河系的图像。这项工作对这幅画提出了质疑。我们没有看到证据表明,我们一直在联系的各个部分实际上是相互关联的。”

在绘制我们的星系时,最大的挑战是找到任何给定恒星、星团或气体团的距离。黄金标准是使用视差测量的自然射电源,其中一些发现在大质量恒星形成区域。然而,这种技术不可避免地会留下一些空白。

为了填补这些空白,天文学家从研究恒星形成区域转向研究气体云,更具体地说,是研究气体云的运动。在理想情况下,测量气体云的视线运动与它的距离直接相关,因为银河系的整体旋转。因此,通过测量气体速度,可以确定距离,从而确定星系的底层结构。

为了研究这个问题,Peek和同事们研究的不是气体,而是尘埃。通过观察天空中大量恒星的颜色,可以绘制出三维尘埃图。这颗恒星和望远镜之间的尘埃越多,这颗恒星看起来就会比它的自然颜色更红。

Peek和团队检查了一个被称为英仙座旋臂的空间区域,它在银河系的圆盘上,在太阳之外。他们将通过尘埃变红测量到的距离与由速度关系确定的距离进行了比较。他们发现,事实上,许多云并不位于英仙座臂的距离,而是沿着大约1万光年的距离延伸。

“我们毕竟没有又长又细的旋臂,至少在银河系的这一部分是这样。有一些块和块看起来什么都不像。”Peek解释道,“很有可能,银河系的外层盘类似于附近的梅西耶83星系,有更短的、破碎的臂片。”

虽然这项最新的研究集中在外层银河系,但研究人员计划将这项工作扩展到内部银河系,通过利用现有大规模红外测量来测量大约10亿到20亿颗恒星变红的情况,绘制出三维尘埃图。再将这些新的尘埃图与现有的气体速度测量联系起来,天文学家可以完善我们银河系内部的地图,就像对外星系所做的那样。

这一研究已被《天体物理学杂志》接受发表。

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责任编辑: 4162SKX

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