一个小星系几乎与银河系相撞，天文学家可以看到其影响

我们银河系的历史比我们之前想象的要动荡得多。在本周《自然》杂志发表的一篇新论文中，天文学家发现数亿年前，银河系经历了一次近乎碰撞的事件，搅动了银河系盘内数百万颗恒星的运动。

从地球上看，银河系就像夜空中一道明亮的星光。但它的实际形状是一个更复杂的螺旋，弯曲的臂部围绕着凸起的中心呈圆盘状伸出。银河系的大部分恒星都位于这个圆盘中，而不是中央凸起处。天文学家普遍认为，圆盘上的恒星以相对平淡、对称的方式围绕银河系核心移动，自银河系诞生以来的 130 多亿年里，它早已进入了平衡状态。

为了进一步了解银河系的起源、演化和结构，欧洲航天局的盖亚太空天文台正在以前所未有的精度绘制银河系十多亿颗恒星的三维地图。在这项新研究中，科学家重点研究了六百万颗恒星的位置和速度。

研究人员意外地在这些恒星的运动中发现了蜗牛壳状的螺旋图案。星系中的其他恒星的运动模式相对稳定，而这些恒星的运动模式却被打乱了，就像被突然的气流卷入的尘埃一样。“起初我们以为数据有问题，所以我们花了相当多的时间来检查它是否真实，”这项研究的主要作者、西班牙巴塞罗那大学的天体物理学家特蕾莎·安托哈 (Teresa Antoja) 说。

之前的研究未能发现这种模式，因为它们不够精确，而且观察的恒星较少。“虽然这些结果令人震惊，但他们发现的影响非常小，”哥伦比亚大学天体物理学家凯瑟琳·约翰斯顿说，她没有参与这项研究。“这证明了盖亚的惊人数据，让我们能够看到任何东西。”

这些新发现表明，这种模式始于 3 亿至 9 亿年前，当时之前的研究发现银河系与绕轨道运行的人马座矮星系曾近距离接触。“通过观察我们今天测量的恒星速度，我们可以回到我们星系的过去，并相当强烈地看到我们星系的扰动，”安托贾说。

人马座矮星系拥有几千万颗恒星（银河系拥有 1000 亿至 4000 亿颗恒星），目前正在被我们的星系蚕食。它上次与银河系近距离接触时，会对我们星系的恒星产生引力牵引。“我们已经有迹象表明，围绕我们自己星系运行的矮星系对我们自己的星系有影响，但我认为这是迄今为止最明显的证据，表明这种影响可能非常强烈，”安托贾说。

“我们倾向于认为该星系的历史相对平静，”约翰斯顿补充道。“这些结果向我们展示了更多关于其相互作用的历史，这可能有助于我们更好地了解整个星系。”

关于这次古老的近距离接触，仍有许多未知之处。“我们不知道银河系的哪些部分受到的影响最大，或者太阳是否也受到了这种扰动的影响，”安托哈说。

加拿大金斯顿皇后大学的天体物理学家 Lawrence Widrow（未参与这项研究）表示，未来对这种螺旋图案的研究也可能有助于揭示银河系的隐藏方面。例如，这种螺旋图案应该会随着时间的推移而演变，在未来会变得更加卷曲，而在过去会变得不那么卷曲，研究这种螺旋卷曲的速度可能会揭示银河系的引力场。他说，这反过来可以帮助了解它的质量，从而揭示有关其不可见的暗物质晕性质的细节。