拉德克利夫波是一个长达 9,000 光年的结构,正在银河系中振荡。
显示 Radcliffe 波运动的动画。黄点代表太阳。(Ralf Konietzka、Alyssa Goodman 和 WorldWide Telescope)
银河系远非静止。其动力学性质的一个突出例子是拉德克利夫波的发现,这是一个由恒星形成气体组成的长达 9,000 光年的巨大结构。拉德克利夫波距离太阳系最近点仅 500 光年,于 2018 年使用盖亚航天器的数据首次被发现,并于 2020 年发表了研究结果。但最近的研究揭示了更有趣的事情:这个巨大的结构不仅在围绕银河系中心的轨道上移动,而且还像波浪一样摆动。
盖亚的贡献和新发现
盖亚是一种旨在以三维方式绘制银河系地图的宇宙飞船,它彻底改变了我们对银河系的理解。通过测量恒星的位置、运动和速度,Gaia 提供了有史以来最精确的星系地图。正是通过这些数据,科学家们发现了拉德克利夫波。然而,在最初的发现中,没有足够的信息来完全理解该结构的特性。
最近发布的更多盖亚数据使哈佛大学天体物理学家 拉尔夫·科涅茨卡 (Ralf Konietzka ) 领导的研究人员得以仔细观察。他们跟踪了波的气态云中新形成的恒星的运动,发现整个结构像周期性的行波一样振荡。这一发现凸显了拉德克利夫波不仅仅是银河系的一个静态特征,而是一个起伏的实体,类似于一条蜿蜒穿过太空的宇宙蛇。
是什么推动了这股浪潮?
这项分析了婴儿恒星的三维运动的研究表明,银河系中普通物质产生的引力可能是波振荡的原因。幸运的是,这意味着暗物质虽然是一种重要的宇宙力,但不需要来解释波的行为——至少目前是这样。
有趣的是,研究人员提出,在拉德克利夫波内发生的超新星爆炸可能创造了今天银河系所在的太空气泡。这为波对星系整体结构和恒星形成模式的影响提供了额外的线索。
未解之谜与未来探索
尽管有这些发现,拉德克利夫波的谜团仍远未解开。为什么会形成这个波,是什么导致了它独特的运动?拉德克利夫波是一个独特的特征,还是银河系或更远的地方隐藏着其他类似的结构?一些理论表明,与卫星星系的引力相互作用或过去与其他大型星系的碰撞可能触发了波的形成和运动。
哈佛大学的天文学家 艾丽莎·古德曼 (Alyssa Goodman ) 为未来的研究提出了许多问题:「这种波动会在整个银河系中发生吗?在所有星系中?还是只是偶尔?可能性是无穷无尽的,答案仍然存在,等待被发现。
即将到来的恒星、气体和尘埃的广域巡天预计将揭示更多关于星系中波状结构的信息。这些发现可以为恒星形成的历史和塑造银河系等星系的引力提供新的见解。