长达16300光年,中国天眼发现银河系巨大结构,或是星系新旋臂

自从建成以来,我国的500米口径球面射电望远镜就不断地取得新发现,让全世界见证中国的天文发展。

(图片说明:中国天眼FAST)

这是迄今为止世界上最大的单口径射电望远镜,由于功能极其强大,因此又被称为中国天眼,英文名称叫FAST。一直以来,大家总能听到FAST在发现脉冲星方面取得的一个个重大突破。

不过,如果你以为它只能研究脉冲星,那就大错特错了。最近,我国天文学家利用FAST,发现了一个银河系的巨大结构,其尺寸打破了以往类似结构的纪录。在绘制银河系地图的过程中,他们取得了这次发现。

关于银河系的形状,人类已经思考很久了。从古代利用神话来描述,到现在通过天文探测来绘制,我们离正确答案越来越近。但直到今天,我们也不敢说完全了解银河系的形状,因为在绘制的过程中,还有很多麻烦的问题需要解决。

(图片说明:银河系)

身处在银河系之中,反而让我们很难判断自己家园的形状。这个道理在差不多一千年前,就由大文学家苏轼讲述出来了:不识庐山真面目,只缘身在此山中。

最难的问题,就是我们虽然能看见某个方向上有某个天体,却不一定知道它距离我们有多远——不论多远的恒星,在我们看来绝大多数都只是一个光点而已,无法从视觉大小上来进行判断。这就会进而导致另一个问题出现:有些视觉上看起来很接近的天体,可能实际上彼此的距离非常遥远;又或者某些看似随机分布的天体,其实彼此之间组成了某种结构。

因此,直到今天,科学家们在绘制银河系形状这条路上,依然孜孜不倦地追求着,也始终在路上,不曾到终点。

南京大学是我国国内从事相关研究的高校之一,去年的时候,来自南京大学和哈佛大学等高校的联合团队,就曾经绘制了当时最精确的银河系结构图。正如我们所说,这绝不是终点,而只是其中的一站。南京大学的科学家们继续观测和研究,在前不久取得了新的发现:一个可能的银河系新旋臂!

我们知道,银河系在星系分类中属于漩涡星系,有5条主要的旋臂,从星系中心延伸出来,分别是英仙臂、猎户臂、船底-人马臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。而我们的太阳系,目前就位于英仙臂上。

这只是目前的认知。随着人类天文观测的深入,未来发现更多银河系结构,是完全有可能的,甚至可以说几乎是必然的。比如最近,有一个名为Cattail的结构,就可能成为银河系新的旋臂。

最近,我国南京大学的科学家们在《天体物理学杂志通讯》上发表了一篇报告,介绍了他们的最新发现。

为了更好地观测这个结构,南京大学的科研团队利用我国的FAST进行了中性原子氢的观测。通常来说,在星系的旋臂中,我们都可以找到这种结构。通过对这些中性原子氢(HI)的研究,可以更好地了解这些旋臂的构造。

早在2019年8月的时候,他们就开始利用FAST对Cattail进行观测了。他们发现,这是一个非常巨大的结构,长达3590光年,宽度也有675光年,整体有些卷曲。而且,根据对其移动速度的观测,他们发现这个结构位于银河系的外围,距离银河系中心大约71750光年。这一点很值得注意,因为目前已知的所有银河系旋臂中,没有一条能够延伸到这么远的。

随后,研究人员又结合了HI4PI全天HI调查的数据,得到了更加惊人的发现:Cattail的尺寸比此前的数据还要惊人,其长度甚至达到了16300光年!我国科学家指出,这个结构应该是迄今为止人类发现的银河系中最远、规模最大的丝状巨型结构。

对于Cattail到底是不是银河系的旋臂,研究人员目前也下不了定论。他们在研究报告中指出:“这个结构并不完全符合银盘的曲率,这一点比较令人费解。”

具体来说就是,我们的银河系曾经与其他星系发生过碰撞。尽管这件事已经过去很久了,但其产生的后遗症还在,那就是银盘发生了一定的扭曲。而对Cattail的观测结果表明,它并没有展现出符合整个银盘所应该有的扭曲特征。

(图片说明:拉德克里夫波)

如果它不是新的旋臂,那么这个发现也同样非常惊人。作为一个位于银河系内的气体结构,它的尺寸确实非常巨大,并且打破了纪录。此前人类已知银河系最大的气体丝状结构叫做拉德克里夫波,其长度达到了9000光年,其中包含一小段更早之前认为的最大气体结构——古尔德带,其长度只有3000光年。

但是,和拉德克里夫波相比,Cattail还是有些不一样的地方。因为其他的气体丝状结构通常都比较靠近银河系中心,而且也与旋臂有着千丝万缕的联系。考虑到此前的规律,Cattail位于银河系外围,以及它的形成机制、演化过程就显得令人困惑了。

不论是哪种情况,这一次发现都是非常重要的,是我们在认识银河系的路上迈出的坚实一步。同时,这也再一次证明了我国的天文学研究、FAST的观测能力。相信未来有一天,最权威、最精确的银河系地图,总有一天是由我国科学家利用我国的望远镜绘制出来的。

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