银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

通常情况下我们都将银河系想象成一个中间厚、边缘薄的扁平星系 , 但这种认知是比较片面的 , 实际上银河系并不平坦 , 它其实是有“翘曲”的 。早在上个世纪中叶 , 科学家就在实际观测中注意到了银河系“银盘”的一侧向上弯曲 , 另一侧则向下弯曲 。


银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

文章插图

2019年 , 一个来自于波兰华沙大学的研究团队在对 2431颗“造父变星”(一种光度与光变周期与成正比的变星)的距离进行了精准测量以后 , 为我们描绘出了迄今为止最接近真实情况的银河系三维图像(如下图所示) 。


银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

文章插图

我们从中可以清楚地看到 , 从距离银河系中心的2.5万光年的位置开始 , 银河系的“银盘”就出现了“翘曲” , 并且距离越远 , “翘曲”的程度就越严重 , 在银河系边缘的位置 , 甚至还会出现起伏的现象 。

【银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?】

银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

为了解释这种现象到底是怎么产生的 , 科学家们在过去的日子里提出了各种各样的理论 , 其中认同度较高的有两种观点 , 一种观点认为 , 在万有引力以及星际磁场的作用下 , 整个银河系就像一个旋转的陀螺 , 而这种“翘曲”现象则是因为这个“陀螺”具有一定的倾斜度而产生的(相信凡是玩过陀螺的人 , 都可以想象得出这样的场景) 。


银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

文章插图

第二种观点则认为 , 邻近的矮星系在与银河系逐渐接近时 , 其产生的引力效应才是真正导致银河“翘曲”的原因 。那么到底哪种观点是正确的呢?我们接着看 。

2013年 , 欧洲空间局(ESA)的“盖亚”(Gaia)卫星发射升空 , 与它的前任“依巴谷”卫星相比 , “盖亚”卫星的观测效率高出了数百万倍 , 这样的配置使它能够观测到的恒星数量直接提升到了数十亿颗 。


银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

文章插图

时至今日 , “盖亚”卫星已经传回了大量的观测数据 , 这无疑非常有助于科学家们研究银河系“翘曲”的原因 。一个由意大利都灵国家天体物理研究所的研究团队 , 在对“盖亚”卫星传回的超过10亿颗恒星的数据进行分析和研究以后 , 于2020年3月2日在《自然天文学》杂志上发表了他们的研究成果 。

该研究成果显示 , 银河系的“翘曲”区域并不是静态的 , 实际上它们是处于一种被称为“旋进”的运动状态 , 而且根据研究人员的测量 , 银河系“翘曲”区域的进动率比之前推测的要高出很多 , 按目前的速度来看 , 只需要6至7亿年就可以围绕银河系旋转一圈(计算机模型演示如下图所示 , 中间的那个带着尾迹的小黄点是我们的太阳系) 。


银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

文章插图

根据科学家的介绍 , 这种速度比万有引力以及星际磁场所允许的极限速度还要快得多 , 也就是说 , 如果银河系“翘曲”的原因真如上述的“陀螺”理论所描述的一样 , 那么银河系“翘曲”区域的进动率就绝对不会达到这么高的速度 , 这就意味着 , “陀螺”理论极有可能是错误的 。

在前面提到的两种观点之中 , 有一个就这样被基本否定了 , 于是另一个观点就理所当然地获得了科学界的广泛认可 , 因此我们也可以基本确定 , 银河系的“翘曲”是由逐渐靠近的矮星系所造成的 , 科学家推测 , 这个矮星系很可能就是银河系附近的人马座矮椭球星系(SagDEG) 。

相对银河系而言 , 人马座矮椭球星系是一个很小的星系 , 可以想象的是 , 随着人马座矮椭球星系与银河系越来越近 , 一场宇宙盛宴即将来临 , 庞大的银河系将会“大吃特吃” , 吞噬掉这个“倒霉”的矮星系里的很多物质 。不过对于我们人类来说 , 我们更关心的是 , 这场宇宙盛宴会不会对太阳系会产生什么样不好的影响 。


银河系外缘以奇怪方式“翘曲”的可能原因是什么?

文章插图

上图显示了太阳系和人马座矮椭球星系在银河系中的位置 , 我们可以看到 , 太阳系与人马座矮椭球星系相距遥远 , 由此可知我们不用担心直接碰撞的风险 。除此之外 , 由于太阳系与银河系中心之间的距离大约为2.6光年 , 正如前文所述 , 银河系在这个位置的“翘曲”程度是非常小的 , 因此银河系的“翘曲”也基本上影响不到太阳系 。

    推荐阅读