銀河形狀為何像池塘里的波紋？科學(xué)家或許找到原因了

圖：銀河系波紋狀的長(zhǎng)擺臂

想象一下，如果銀河系是由1000億顆恒星構(gòu)成的扁平狀的平靜水池，現(xiàn)在有人向這個(gè)水池投下一顆睥睨4億顆太陽(yáng)大小的石頭，瞬間打破了水面的平靜。由此產(chǎn)生的能量波穿過整個(gè)銀河平面，蕩漾起銀河系中的恒星，使其陷入長(zhǎng)久的無序中難以平靜。

天文學(xué)家懷疑，類似這樣的情況或許真的在宇宙中發(fā)生過，而且在過去的幾十億年中發(fā)生了不僅一次，而是好幾次。

皇家天文學(xué)社刊日前刊發(fā)了這一研究成果。相關(guān)研究人員解釋道，距離我們較近的類銀河系星座——人馬座可能曾經(jīng)兩次與銀河系相撞，導(dǎo)致銀河系中的恒星以不同的速度發(fā)生振蕩。

通過分析太空署蓋亞空間探測(cè)器獲取的數(shù)據(jù)，研究人員比較了銀河系中200多萬顆恒星的運(yùn)行速度，尤其是位于銀河系邊緣位置的恒星運(yùn)行速度。研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神秘的波紋，或者說振蕩似乎在擠壓著銀河系中的恒星。

保羅.麥克米蘭是瑞士羅德大學(xué)的天文學(xué)家，也是此次研究成果的作者。他在一篇翻譯文本中表示：“我們可以看到，這些恒星在以不同的速度搖晃前進(jìn)?！?/p>

雖然研究人員將這一研究過程稱為“銀河地震學(xué)”，但是研究團(tuán)隊(duì)仍構(gòu)建了一個(gè)模型，以解釋這一導(dǎo)致銀河恒星不協(xié)調(diào)的波紋效應(yīng)。他們認(rèn)為，這一波紋也是幾百萬年前便以形成，那時(shí)，人馬座星云與銀河系擦身而過。麥克米蘭說：“這一過程有點(diǎn)像扔一塊石頭到池塘里?！被蛘?，兩個(gè)星系可能在更早前也發(fā)生過碰撞，研究人員補(bǔ)充道。

此前，已有研究表明，人馬座或許曾與銀河系中心發(fā)生過碰撞并形成了波紋。而此次研究成果首次表明，那些波紋輻射了整個(gè)銀河系，影響了恒星的運(yùn)行速度。研究人員在文中寫道，新的研究成果有助于完善銀河系以及人馬座長(zhǎng)久以來充滿暴力的歷史。

當(dāng)前，人馬座星云的質(zhì)量預(yù)計(jì)是我們的太陽(yáng)的400倍，但是與銀河系中約1.5萬億顆太陽(yáng)產(chǎn)生的質(zhì)量相比，這也僅僅是九牛一毛?？茖W(xué)家推測(cè)，人馬座星云以前的規(guī)?；蛟S更大，但是與銀河系撞擊后，其規(guī)模下降了約20%。

受此沖撞影響，銀河系的形狀和規(guī)模也有所改變。2011年的一篇研究成果表明，銀河系擺臂或許便是與人馬座星云相撞的結(jié)果。此外，2020年的一篇研究分析了蓋亞探測(cè)器獲取的數(shù)據(jù)，指出銀河系與人馬座的相撞使得銀河系中的新恒星數(shù)量激增。

相關(guān)知識(shí)：

蓋亞（古希臘神話人物）即地球的擬人化。她是萬神之母，也是提坦巨神、巨人的母親，同時(shí)，她也是烏拉諾斯的妻子。她的羅馬名字叫“泰拉”。蓋亞是原始的萬神之母，也是提坦、提豐和許多其他孩子的祖先，因此，人們也稱她為大地之母。蓋亞也被認(rèn)為是維持地球運(yùn)行的力量之源。蓋亞與烏拉諾斯擁有很多孩子。

銀河星系（古稱銀河、天河、星河、天漢、銀漢等）[18]，是一個(gè)包含太陽(yáng)系[19]的棒旋星系。直徑介于100,000[20]至180,000光年[21]。

銀河星系大約擁有1,000億至4,000億顆恒星[22][23]，和至少這個(gè)數(shù)量的行星[24][25]。太陽(yáng)系位于距離銀河中心約 27,000 光年（8.3 kpc）的半徑處，位于獵戶臂的螺旋臂的內(nèi)側(cè)邊緣，獵戶臂是氣體和塵埃的螺旋形聚集地之一。在太陽(yáng)的位置，公轉(zhuǎn)周期大約是2億4,000萬年[15]。從地球看，因?yàn)槭菑谋P狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部向外觀看，因此銀河系呈現(xiàn)在天球上環(huán)繞一圈的帶狀。在核心約10京公里的范圍內(nèi)的恒星形成核球，并有著一或多根棒從核球向外輻射。銀河系中心處被標(biāo)示為強(qiáng)烈的電波源，是一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，被命名為人馬座A*。在很大距離范圍內(nèi)的恒星和氣體都以每秒大約220公里的速度在軌道上繞著銀河中心運(yùn)行。這種恒定的速度違反了開普勒動(dòng)力學(xué)，因而認(rèn)為銀河系中有大量不會(huì)輻射或吸收電磁輻射的質(zhì)量。這些質(zhì)量被稱為“暗物質(zhì)”[26]。宇宙中預(yù)計(jì)約95%是暗物質(zhì)。銀河系預(yù)計(jì)會(huì)在40億年后和室女座星系相撞

銀河系有幾個(gè)衛(wèi)星星系，它們都是本星系群的成員，作為室女超星系團(tuán)的一部分，而后者又是拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的組成部分[27][28]。 相對(duì)于河外參考系，整個(gè)銀河系以大約每秒 600 公里（每秒 372 英里）的速度移動(dòng)。銀河系中最古老的恒星幾乎和宇宙本身一樣古老，因此可能是在大爆炸之后不久的黑暗時(shí)期形成的[9]。

BY:Brandon Specktor

FY: 秋

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