簡(jiǎn)介：天文學(xué)家試圖利用銀河系繞銀河系中心行進(jìn)時(shí)跟隨其旋轉(zhuǎn)。

早在幾十年以前，天文學(xué)家們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了銀河是彎曲的這一事實(shí)。如今，他們?cè)噲D著在當(dāng)翹曲圍繞銀心運(yùn)動(dòng)時(shí)，跟隨它進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

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彎曲的銀河（圖源：Stefan Payne-Wardenaar; Magellanic Clouds: Robert Gendler / ESO）

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我們也許會(huì)被照片誤導(dǎo)

從各種各樣的星系照片中，我們可以看到壯觀的漩渦星系、模糊的橢圓星系，以及混亂的不規(guī)則星系，它們?nèi)缤淘跁r(shí)間里一般，紋絲不動(dòng)。但實(shí)際上，這些星系一直都在運(yùn)動(dòng)之中。

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M101(NGC5457)風(fēng)車星系（圖源：European Space Agency）

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M66(圖源：ESO)

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M63向日葵星系（圖源：NASA)

例如，太陽(yáng)以大約每秒230公里(515,000英里/小時(shí))的速度繞著銀河系中心旋轉(zhuǎn)。事實(shí)上，我們銀河系中的大多數(shù)恒星（不是所有）都在繞著銀心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

在銀河系在遠(yuǎn)離銀心的外緣區(qū)域，呈彎曲的形狀，一邊向上擺，另一邊向下擺。邊緣的星星也會(huì)跟隨著擺動(dòng)，如小船一樣在波浪中上下?lián)u晃?？茖W(xué)家對(duì)這些運(yùn)動(dòng)展開(kāi)了測(cè)量研究，利用歐洲航天局的蓋亞衛(wèi)星（the European Space Agency’s Gaia satellite）來(lái)測(cè)量翹曲圍繞銀河旋轉(zhuǎn)的驚人速度，他們的研究結(jié)果發(fā)表在3月2日的《自然-天文學(xué)》雜志上。

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歐洲航天局的航天探測(cè)器“蓋亞”（圖源：ESA–D. Ducros, 2013）

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銀河系翹曲

早在之前，科學(xué)家就已知，雖然銀河系的內(nèi)部?jī)扇f(wàn)光年以內(nèi)是扁平的，如同一個(gè)非常薄的煎餅，但它的外部邊緣卻是彎曲的。太陽(yáng)繞銀心運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道位于平坦的區(qū)域，因此，如果你向銀心的反方向，朝著人馬座方向的夜空望去，你就能看到銀河系的外緣，也就是銀河系開(kāi)始彎曲的地方。

銀河系的彎曲幅度是非常細(xì)微的。事實(shí)上,天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，還是由銀河系外緣中性氫氣帶來(lái)的信號(hào)所知,因?yàn)樵谶b遠(yuǎn)的距離中，中性氫氣會(huì)比星體更容易探測(cè)到。

現(xiàn)在，我們利用蓋亞衛(wèi)星，收集到超過(guò)10億顆銀河系恒星的位置和運(yùn)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)。去年，科學(xué)家們利用蓋亞收集到的造父變星的數(shù)據(jù)，精確地繪制出了翹曲的形狀。現(xiàn)在，來(lái)自意大利國(guó)家天體物理研究所天文學(xué)家愛(ài)羅伊沙·波喬（Eloisa Poggio)和她的同事再次聚焦蓋亞，將研究轉(zhuǎn)向銀河系翹曲，去探究彎曲如何發(fā)生，以及它是如何繞銀心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

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銀河中心（圖源：2MASS/G.Kopan，R.Hurt）

無(wú)數(shù)的巨星

研究人員先從蓋亞的目錄中選擇了超過(guò)1260萬(wàn)顆巨星，觀察它們是如何相對(duì)于銀道面進(jìn)行向上或向下運(yùn)動(dòng)。

盡管對(duì)這些恒星運(yùn)動(dòng)的測(cè)量只進(jìn)行了很短一段時(shí)間，但這些數(shù)據(jù)已為研究人員提供了足夠的信息來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)翹曲的變化情況。

來(lái)自意大利都靈天文觀測(cè)站的合著者羅納德·德里米勒（Ronald Drimmel）補(bǔ)充道：“這就像有一輛車，我們?cè)噲D在很短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量這輛車的速度和行駛方向，然后基于這些數(shù)據(jù)來(lái)模擬這輛車過(guò)去和未來(lái)的軌跡。同樣地，通過(guò)測(cè)量天空中數(shù)百萬(wàn)顆恒星的運(yùn)動(dòng)，我們可以模擬更大規(guī)模的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，如翹曲的運(yùn)動(dòng)。”

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來(lái)自歐洲航天局(European Space Agency)的恒星觀測(cè)者蓋亞任務(wù)(Gaia)的數(shù)據(jù)顯示，銀河系盤上的翹曲是進(jìn)動(dòng)的，基本類似于一個(gè)旋轉(zhuǎn)晃動(dòng)陀螺。研究小組收集了距離銀河系中心52000光年外的巨星的數(shù)據(jù)。（圖源：Stefan Payne-Wardenaar; Inset: NASA / JPL-Caltech; Layout: ESA）

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一次相互作用的影響

研究人員發(fā)現(xiàn)，銀河系翹曲正沿著星系旋轉(zhuǎn)的方向，以約10公里/秒的速度順行，遠(yuǎn)離銀心。這意味著，在26000光年(8千帕秒)外太陽(yáng)所在的位置，翹曲以80公里/秒的速度進(jìn)動(dòng)，也就是說(shuō)我們的恒星正以比翹曲還要快的速度運(yùn)行。太陽(yáng)繞銀河系旋轉(zhuǎn)一周大約需要2.5億年，而翹曲要長(zhǎng)得多，大約需要6到7億年。

然而，這一翹曲的運(yùn)動(dòng)速度比一些理論預(yù)測(cè)的要快得多。盡管在測(cè)量翹曲的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)存在一些不確定性，但結(jié)果足以表明翹曲并不是一開(kāi)始就存在的。其他幾條證據(jù)表明，在一次與一個(gè)矮星系相互作用中，銀河系有可能會(huì)暫時(shí)變得更加彎曲。

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銀河概念圖，展示太陽(yáng)的位置（圖源：NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt）

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作者: Monica Young

FY: ZW天權(quán)

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