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银河系比我们想象的「不那么奇怪」

2024-06-29科学

当我们从地球上看到银河系时,我们看到的是它的一个旋臂的边缘。图片来源:Getty

我们的银河系家刚刚进行了改造。透过散布在银河系中的尘埃和气体,天文学家发现银河系的核心密度没有最初想象的那么大。

这种重塑实际上使银河系「不那么奇怪」,盐湖城犹他大学的天文学家盖尔·扎索夫斯基(Gail Zasowski)说。银河系的恒星和其他组成部分似乎比科学家能够直接看到和测量的类似于我们的星系的恒星更紧凑。扎索夫斯基说,相比之下,这些测量结果使我们的银河系看起来「可爱而小」,「但你对它为什么不同有点怀疑」。

扎索夫斯基和她的同事们使用阿帕奇点天文台银河演化实验(APOGEE)的调查数据测量了近四分之一的红巨星(大质量老恒星)的位置和距离,从而对银河系进行了修订。通常,来自红巨星等天体的光可以被星际尘埃遮挡在地球上的望远镜视野中,但位于新墨西哥州太阳黑子的阿帕奇天文台可以探测到穿过尘埃的近红外波长。研究人员于6月27日在 【自然天文学】 上报告了他们的发现 1 .

更好的视野

确定银河系的精确结构(参见「星系解剖学」)一直是一个挑战。扎索夫斯基把它比作站在街角计算一个城市有多大。「你可以看到人,你可以听到汽车的声音,你可以看到建筑物的精致细节,」她说,但从这个有利位置不可能知道整个城市是什么样子的。相比之下,我们在观察自己以外的星系时获得的「卫星视图」可以让我们看到城市的形状和蔓延。

更糟糕的是,散布在整个银河系的尘埃模糊了我们对遥远恒星的视线,尤其是那些靠近其中心的恒星。(我们的太阳系位于银河系的一个旋臂上,大约在其可见的外缘和核心之间。先前对银河系大小和形状的估计 2 是通过确定恒星在太阳附近的分布,并根据简单星系的模型推断出这种测量结果而得出的。

资料来源:NASA/JPL-Caltech、ESA/ATG medialab

威斯康星大学白水分校研究银河系的天文学家罗伯特·本杰明(Robert Benjamin)说,最新的红巨星普查 - 银河系中可见物质的良好标记 - 是有史以来收集到的最好的一次。它使研究人员能够更好地了解银河系恒星的分布,特别是在其中心「凸起」处。

研究人员没有看到红巨星的数量从银河系边缘向凸起呈指数增长,而是观察到它在中点附近趋于平稳,这意味着银河系盘的中心部分并不像模型假设的那样密集。如果银河系中包含的物质没有被塞进中心,那么它一定比以前想象的更分散。

改造的后果

测量星系漫射度的一种方法是确定它的半光半径:从星系中心到它的距离,你可以画一个圆圈,这个圆圈将包含星系发出的总光的一半。研究人员首次使用直接测量来计算银河系的半光半径,它大约是目前银河系最佳模型估计的两倍。

本杰明说,这个有趣的结果表明,我们的银河系是复杂的,「不想被简单的模型敲成一个盒子」。

「有很多事情需要重新审视」,这一新发现,共同作者、中国昆明云南大学的天文学家连建辉说。例如,它可能会降低我们对银河系总质量的估计,他说,反过来,这可能意味着我们的银河系拥有比最初想象的更多的暗物质。