銀河之“骨”或可幫助繪制星系結(jié)構(gòu)

ChriStopher Crockett

一項(xiàng)最新研究顯示出，由黑暗的卷須狀星際氣體組成星系“骨架”或可有助于繪制我們銀河系的支架圖。

這些“骨頭”的其中6塊，每塊長(zhǎng)約40～150光年，寬不到1光年，看起來(lái)位于圍繞著銀河系、由氣體及恒星組成的懸臂附近。這些“細(xì)骨頭”有可能為描繪我們銀河系的大規(guī)?？蚣芴峁┚_的工具。而繪制銀河系的框圖對(duì)于受困于銀河系內(nèi)部的天文學(xué)家來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)極為艱巨的任務(wù)。

“對(duì)于‘骨頭自己來(lái)說(shuō)是沒(méi)有用的，”此項(xiàng)研究的合作者，來(lái)自哈佛史密森尼天體物理學(xué)中心的研究生Catherine Zucker說(shuō)道。但是與其他繪圖法結(jié)合之后，“它們就可以提供一種確定旋臂位置的方法?！边@項(xiàng)研究成果發(fā)表于2015年12月10日出版的《天體物理期刊》上。

天文學(xué)家所知道的有關(guān)銀河系的巨幅圖像來(lái)自于對(duì)氣體云的速度測(cè)定，同時(shí)連同某些關(guān)于銀河系如何旋轉(zhuǎn)的假設(shè)一起，將那些速度轉(zhuǎn)換為距離。銀河系是一個(gè)旋轉(zhuǎn)星系，但它是否擁有2個(gè)或者4個(gè)旋臂，是否那些旋臂包裹著銀河周?chē)乃袇^(qū)域，乃至太陽(yáng)系旋臂的范圍等，都處于爭(zhēng)論之中。

“就天文學(xué)來(lái)說(shuō)，銀河系的結(jié)構(gòu)是最難測(cè)定的領(lǐng)域之一，”來(lái)自波士頓大學(xué)的天文學(xué)家James Jackson說(shuō)道。2010年，Jackson對(duì)于首次發(fā)現(xiàn)的銀河系“骨頭”進(jìn)行了報(bào)告，那是一條由氣體與塵埃組成的稠密的黑暗色帶狀物，其長(zhǎng)約數(shù)百光年，寬約l光年。它的昵稱(chēng)為“Nessie”，名字來(lái)源于暗藏在蘇格蘭尼斯湖中的神秘生物，它位于距銀河中心方向10000光年遠(yuǎn)的地方，與已知的盾牌-半人馬臂臨近。

此項(xiàng)研究的合著者，天文學(xué)家Alyssa Goodman提出：Nessie有可能是盾牌-半人馬臂的“脊柱”。因?yàn)閺拿芏群途o湊性方面看，Nessie要比圍繞著它的相對(duì)蓬松的星云與星團(tuán)大得多，所以這條脊柱及其他類(lèi)似的東西有可能成為更加準(zhǔn)確的超大型銀河框架的描繪工具。

“這并不是一個(gè)瘋狂的想法，”Jackson說(shuō)道。近期計(jì)算機(jī)模擬顯示出，這些“骨頭”有可能沿著旋轉(zhuǎn)星系的旋臂大量形成。

這些“骨頭”也有可能與巨型分子云相關(guān)。巨型分子云是特大質(zhì)量恒星形成的工廠，它們優(yōu)先駐留于旋臂之中。在“骨頭”中形成的恒星所發(fā)散出的強(qiáng)輻射與風(fēng)暴很快就對(duì)“骨頭”造成了傷害，并在大約1000萬(wàn)年后將這些“骨頭”吹離原處?！斑@使得它們很陜就得到了完美的切削?！盝ackson說(shuō)道。

Zucker發(fā)現(xiàn)的6塊“骨頭”候選者顯示出Nessie并不孤單，并且與Nessie相同，這些“骨頭”都出現(xiàn)在旋臂旁。但是她也強(qiáng)調(diào)，她的研究只是一項(xiàng)為觀點(diǎn)提供的證明。研究人員可以縮小他們的搜索范圍，僅在已知的旋臂附近觀察是否存在絲狀體，以及它們是否與旋臂相結(jié)合?！艾F(xiàn)在，沿著主要的螺旋特性便能很容易地確定骨頭了。”Zuckers說(shuō)道。

Zucker和她的同事們打算擴(kuò)大他們的搜索。“我們相信，‘骨頭有可能會(huì)在旋轉(zhuǎn)星系的任何地方形成?！盳ucker說(shuō)道。這也是為什么“骨頭”自身不能解決所有星系繪圖問(wèn)題的原因。但是將骨頭與其他螺旋結(jié)構(gòu)的繪圖工具相結(jié)合，就有可能幫助解決銀河星圖存在的差異。擁有了數(shù)以百計(jì)的“骨頭”記錄，以及在其他宇宙制圖工具的幫助下，天文學(xué)家就有希望更好地了解我們的銀河之家是如何建成的。

王麒 譯自《科學(xué)新聞》（ScienceNews）2016年1月23日