【原】附近的恒星温床发出巨大的波动

天文在线 2023-04-08 发布于云南

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形成恒星的气体云在银河系中描绘出长长而神秘的波纹，颠覆了我们对太阳附近的想象。

在WorldWide Telescope（万维天文望远镜）软件中，银河系卡通模型中太阳（黄点）旁边的Radcliffe wave（红点）。万维天文望远镜，Alyssa Goodman等

天文学家已经在我们的星系中发现了一个巨大的、起伏的来自恒星温床所的波纹，就在太阳轨道外的螺旋盘中。他们还不知道它的年龄和成因，但这是我们在银河系中发现的最大的相互联系的气体云结构。我们的银河系是一个巨大的旋涡星系，它的旋臂被孕育着星星的巨大云朵装饰着。但它不是一个漂亮的扁平煎饼。它的恒星以及它们形成的气体云都在一个巨大的、弯曲的、有皱纹的气体盘中移动，早在1960年，天文学家就绘制出了内星系的“波纹”。最近他们又发现了星系外层的波纹，它可能是和一个小星系的碰撞造成的。

但是，新发现的波纹要近得多:离太阳最近的只有大约600光年。它非常巨大——到目前为止，它包含的广阔区域绵延了大约有9000光年。

所有的这些关于重新描摹整个银河系的故事，都始于一名叫做凯赛琳·扎克的研究生对于银河系地图的探索。扎克（哈佛）通过多样的地面和空间观测，来绘制银河系恒星温床所的立体位置图。恒星温床所就好像追踪星系表面特征的明亮雀斑一样——如果绘制关于他们的图表，你就能描绘出星系的模样。这三张图从三个方向观察了太阳附近分子云的三维分布（标记@的），标有红点的云就是雷德克里夫波的一员。

左侧从上到下的面板灰度展示了格雷格里·格林和他的同事们一起绘制的集成3D尘埃图。阿尔维斯等人大概于2020年的同一时间，从João Alves（维也纳大学）远赴哈佛的拉德克里夫学院做一名研究员。他提出了扎克曾说的“一个想法的核心”：两个紧挨在一起的由行星形成的氢分子云可能正以某种方式联系在一起。阿尔维斯、扎克以及他们的同事开始认真严谨的绘制周围的云图，看看他们能否找到蛛丝马迹。基于我们和行星温床所之间有多少尘埃，并利用欧洲航天局的盖亚太空船极佳的位置和运动数据来完善测量结果，他们于是建立了一个囊括各种恒星温床所位置的目录。

直到阿尔维斯、祖克和艾莉莎·古德曼（哈佛也在内）在一个周五晚上聚在一起吃印度菜，这时才有一个想法击中了他们，并改变了一切——他们决定在“世界望远镜“里作出云团的3D位置影像。“世界望远镜”是一款开源程序，用户使用这一程序可以将不论是航天器位置抑或是天体观测在内的数据进行可视化处理。（你可以在这里看到云团影像——用谷歌浏览器打开这条链接查看全部功能。）直到那时他们才发现：很多恒星育婴室描摹出了一个大的波浪形，这一波浪形状与近域旋臂可以对的上。近域旋臂是银河系螺旋结构的一部分，我们的太阳就处在其中。

“那就是近域旋臂。” 古德曼于这个月早些时候，在檀香山举办的美国天文学会会议的一次新闻发布会上说道。1月7号，《自然》杂志电子版也刊登了这一团队的研究发现。这一波浪形状从上空看起来像一条不可思议的直线；只有从侧面观察时波峰和波谷才会显现出来。这些峰值上升至圆盘的中段平面上下不超过500光年的位置。波浪形包括了星空瞭望者们熟悉的主要的恒星育婴室区域——猎户座，英仙座和北美洲星云。看下面的视频探索。

古尔德带的末端

到目前为止，天文学家认为，在这处孕育地中的许多恒星，都在太阳周围追溯成恒星诞生形成的带状区域，即古尔德带。但事实证明整条带状区域是过度推断，Goodman解释道。在我们与银河系中心的星云与我们另一侧有波状的星云没有任何联系。

并没有参与这项新研究的，来自威斯康星大学白水分校的Robert Benjamin说道，弄清楚哪些天体在一起一是经研究银河系结构的人们长期以来最为棘手的问题。高质量的新型距离测量是一个重大的进步。

在这些星云中的恒星不过只有几百万年的历史，尽管它们与气体一同旅行，但与足够清晰可见，以至于专家团队可利用它们去追踪星云的运动，Zucker解释道。基于这些数据，研究者们知道波状运动是一个连贯性的结构，并且它看起来并不是一个稳定的事物，或者说它并不是冻结在银河系中，就像是波纹状的巧克力饼干。相反，天文学家认为这个波状实际上是震荡的，像是一只海洋怪兽有着轨迹地围绕着银河系旋转，且它的轨迹1300万年前与太阳相交。