银河系扭曲了，但天文学家仍不确定原因

有时，地球上的生命似乎在过去几年里经历了一些奇怪的曲折，但如果这能让你感觉好一些，那不仅仅是我们。事实上，整个星系都变形了——真的。天文学家绘制了一张新的银河系 3D 地图，并在《自然天文学》杂志上发表的一篇新论文中说明，整个星系具有扭曲的结构，逐渐扭曲成螺旋状。

这并非最令人惊讶的发现。几十年来，天文学家一直在银河系的远端观察到氢气的扭曲模式。但由于该气体层延伸得如此之远，因此从未真正清楚银河系中的单个恒星体是否表现出同样的扭曲，以及整个银河系是否存在一致的扭曲。

这张新的 3D 地图甚至不是为了追踪银河系的扭曲。“大多数科学都是偶然发现的，”悉尼麦考瑞大学天文学家、新研究的合著者理查德·德·格里斯 (Richard de Grijs) 说。正是他的前研究生、第一作者、现就职于中国科学院国家天文台的陈小典，曾收集了银河系中超过 50,000 颗恒星的大量观测数据，尤其是红外观测数据。陈决定利用造父变星（一类年轻、明亮、脉动的恒星）的观测数据来尝试勾勒出银河系的形状。

造父变星对于任何需要追踪外太空距离的天文研究都特别有用。它们显示亮度随时间的变化周期，测量这些亮度的周期基本上可以告诉你两点之间的距离，精确到难以置信的程度。由于尘埃和气体对较长波长的光的吸收不多，天文学家使用红外线来观察这些周期。

最终，该团队利用 NASA 的广域红外巡天探测器对 1,339 个造父变星进行了观测，覆盖了银河系的大部分区域。“我们知道它们在天空中的位置和距离——这意味着我们有一个三维分布，”德格里斯说。“只要根据太阳距离绘制这些图，我们就能看到银河系的形状受到造父变星的限制。”

由于我们没有位于银河系外部的望远镜，因此我们必须从银河系内部了解其形状；德格里斯和团队将这种方法比作试图从悉尼的花园了解澳大利亚的形状，或从北京的公园了解中国的形状。如果你能从外部观察，那么确定几乎任何东西的形状都会容易得多。

通常，星系的扭曲形状是由盘面边缘的不稳定性造成的，星系的引力较弱，物体更容易弯曲和扭曲。这是螺旋星系的常见现象。

虽然星系的扭曲并不是新发现，但威斯康星大学天文学家 Elena D'Onghia（未参与这项研究）认为，研究小组利用造父变星创建新的星系图以相当高精度地表征星系扭曲是很有趣的。

然而，D'Onghia 确实指出，扭曲的起源仍需要更详细的解释，特别是因为氢气的扭曲程度似乎仍然比恒星更严格。“这可能是由于大型卫星星系（如大麦哲伦星云）或不久前撞击银河系盘的人马座矮星系）施加的扭矩造成的，”她说。“也可能是由内盘施加的扭矩造成的，正如作者所声称的那样。[他们]并没有真正探索与数据相比产生扭曲的不同方式。”

不过，这些发现应该有助于解决一些更大的天文学问题，尤其是暗物质问题。据信，宇宙中大约 85% 是由暗物质构成的。我们无法直接观察到它，但它的存在是可以推断的，因为它的引力会影响在外太空旋转的其他天体结构的运动。“我们知道我们需要它来解释银河系中恒星的运动，”德格里斯说。了解银河系的形状意味着我们可以更好地掌握暗物质在银河系中的位置。

这一发现还将有助于欧洲航天局的盖亚任务，该任务的任务是观测大约 10 亿个天体（约占银河系的 1%）。新地图可以为盖亚项目提供一个基准，以便与测量结果进行比较。

别忘了，陈的 50,000 颗星表已准备好进行更彻底的分析，以揭开银河系的更多奥秘。“我们可以利用它做很多事情，并继续探索数据中的内容，”德格里斯说。