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球迷晒马刺主场视角:观赛要望远镜

天文学家在银河系的一个螺旋臂中发现了一个“断裂”
新发现的特征提供了对我们银河系大尺度结构的洞察,从地球内部的位置很难对其进行研究。
科学家们发现了我们银河系的一个以前未被发现的特征:一群年轻的恒星和恒星形成气体云正从银河系的一个旋臂中伸出,就像从木板上伸出的碎片一样。绵延约 3,000 光年,这是第一个被确定方向与手臂截然不同的主要结构。
天文学家对银河系臂的大小和形状有一个大致的了解,但仍有很多未知数:他们无法看到我们银河系的完整结构,因为地球在其中。这类似于站在时代广场的中央,试图绘制曼哈顿岛的地图。您能否精确测量距离以了解两座建筑物是在同一个街区还是相隔几条街道?你怎么能希望一路看到岛的尽头,路上有这么多东西?
为了了解更多信息,这项新研究的作者专注于银河系一个臂的附近部分,称为人马臂。在 2020 年 1 月退役之前,他们使用美国宇航局的斯皮策太空望远镜寻找新生的恒星,这些恒星坐落在它们形成的气体和尘埃云(称为星云)中。斯皮策探测可以穿透这些云层的红外光,而可见光(人眼可以看到的那种)被阻挡。
年轻的恒星和星云被认为与它们所在的臂的形状密切相关。为了获得臂段的 3D 视图,科学家们使用了来自 ESA(欧洲航天局)盖亚任务的最新数据来测量精确的到星星的距离。综合数据显示,与人马座臂相关的细长结构由年轻恒星组成,它们以几乎相同的速度和相同的方向在空间中运动。
加州理工学院的天体物理学家、新论文的第一作者迈克尔库恩说:“旋臂的一个关键特性是它们围绕星系的缠绕程度。” 这个特性是通过手臂的俯仰角来衡量的。圆的螺距角为 0 度,随着螺旋变得更加开放,螺距角增加。“大多数银河系模型表明,人马座臂形成一个螺旋,其俯仰角约为 12 度,但我们检查的结构确实以近 60 度的角度突出。”
类似的结构——有时被称为马刺或羽毛——通常会从其他螺旋星系的臂上发现。几十年来,科学家们一直想知道我们银河系的旋臂是否也点缀着这些结构,或者它们是否相对平滑。
测量银河系
新发现的特征包含四个以其令人叹为观止的美丽而闻名的星云:鹰状星云(包含创世之柱)、欧米茄星云、三裂星云和泻湖星云。在 1950 年代,一组天文学家对这些星云中的一些恒星进行了粗略的距离测量,并能够推断出人马座臂的存在。他们的工作为我们银河系的螺旋结构提供了一些初步证据。

“距离是天文学中最难测量的东西之一,”共同作者、加州大学欧文分校的天体物理学家和信息学讲师、盖亚数据处理和分析联盟 (DPAC) 成员阿尔贝托·克朗-马丁斯 (Alberto Krone-Martins) 说。 . “只有最近来自盖亚的直接距离测量才使这种新结构的几何形状如此明显。”
在这项新研究中,研究人员还依赖于斯皮策在一项名为银河遗产红外中平面非凡巡天 (GLIMPSE) 的星系巡天中发现的超过 10 万颗新生恒星的目录。
“当我们将 Gaia 和 Spitzer 数据放在一起并最终看到这张详细的 3D 地图时,我们可以看到这个区域有相当多的复杂性,这是以前不明显的,”Kuhn 说。
天文学家还没有完全理解是什么原因导致像我们这样的星系形成旋臂。尽管我们看不到银河系的完整结构,但测量单个恒星运动的能力对于理解这种现象很有用:新发现的结构中的恒星可能大约在同一时间形成,在相同的一般区域,并且受到星系内作用力的独特影响,包括由于星系旋转而产生的重力和剪切力。
“最终,这提醒我们银河系的大尺度结构存在许多不确定性,如果我们想了解更大的图景,我们需要查看细节,”该论文的合著者之一罗伯特说。本杰明是威斯康星大学怀特沃特分校的天体物理学家,也是 GLIMPSE 调查的首席研究员。“这个结构是银河系的一小部分,但它可以告诉我们关于整个银河系的一些重要信息。”

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