大尺度结构中未知外力影响,银河系人马臂出现一条断臂

银河系是我们的家,但由于我们身处其中,从观测方面来说它可能是我们最不熟悉的星系。最近,天文学家首度在银河系内发现人马座螺旋臂出现断裂,破坏了银河系看似均匀的流动。

银河系是一个漂亮的螺旋星系,包含4条主螺旋臂,分别为:天鹅臂(或称外臂、矩尺臂)、盾牌-南十字臂、人马臂、英仙臂,银河系中的星际物质与数千亿颗恒星便分布在这些星系臂上,只不过银河系的螺旋结构还未完全确定,且螺旋臂经常有分支、整合、扭曲等情况,比如我们的太阳系就位于人马臂分支——猎户臂上。

银河系螺旋臂。 (Source:Dragons flight & Surachit (English version), Zanhsieh (zh-hant translation).,CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)

天文学家搭建银河系的方法之一是测量成千上万颗恒星的位置与距离,比如盖亚卫星(Gaia)主要目标便是研究超过10亿颗恒星的位置与运动轨迹,揭开银河绑定构细节。

另一个方法则是观察银河系特定物体,比如通常位于星系旋臂内有大量气体与尘埃堆积的星云,史匹哲红外太空望远镜便是测量星云内许多年轻恒星的距离,来帮助我们确认银河系有4条主要旋臂。

现在一篇新研究结合了盖亚卫星与史匹哲望远镜观测数据,集中分析人马臂星云与恒星的整体分布,前者包含4个著名星云:鹰星云(创世之柱所当地)、欧米加星云、三裂星云和礁湖星云,却发现主臂俯仰角虽然和过去一样约12度,但有个区域俯仰角却为60度,也就是出现一条几乎垂直伸出于原本旋臂的结构,长约3,000光年。

人马臂上出现断臂。 (Source:NASA)

除了奇特突出角度外,断臂中数十万颗恒星似乎也以相同速度与方向运动,说明那里的恒星可能约在同一时间形成、并受同样引力影响,也就是当地有个外力将这些星云从人马臂中拉出另一条长长的直线。

研究团队还不知道是什么原因让这些恒星脱离原本旋臂,随着我们越仔细观察,或许越有可能发现类似的螺旋断臂。新论文发布在《天文与天体物理学报》(Astronomy and Astrophysics)。

(首图来源:NASA)

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