恆星形成氣體的巨波是銀河系中已知的最大氣體結構

天文在線 發佈 2020-08-24T02:33:08+00:00

雷德克里夫波是銀河系中最大的氣態結構,呈大量起伏的細絲狀而不是環狀排列。從上空俯視雷德克里夫波能看到其又長又直的3D全景,而從地球上看它,它則呈現正弦曲線的形狀。

雷德克里夫波是銀河系中最大的氣態結構,呈大量起伏的細絲狀而不是環狀排列。從上空俯視雷德克里夫波能看到其又長又直的3D全景,而從地球上看它,它則呈現正弦曲線的形狀。這一觀察數據讓科學家們重新思考銀河系的3D結構。

『拉德科利夫波是銀河系中最大的氣體結構,呈大量起伏的細絲狀而非環狀排列。從上空俯視雷德克里夫波能看到其又長又直的3D全景;而從地球上看它,它則呈現正弦曲線的形狀。這一觀察數據讓科學家們重新思考銀河系的3D結構』

1879年,天文學家班傑明·古爾德發現了一個環形天體:古爾德帶,一個由塵埃、氣體和年輕恆星相互連接組成的直徑約為3000光年的「恆星託兒所」。

(圖解:古爾德帶;圖源:NASA)

根據蓋亞衛星收集的銀河係數據,古爾德帶其實歸屬於一個更大的結構。那是一個由巨大且彎曲的氣體和塵埃形成的波:它長達9000光年,寬達400光年,從縱向上看,在銀河盤面上下延伸了500光年。現在,我們稱這個波為拉德克利夫波,以進行該研究的哈佛大學拉德克利夫高等研究院命名。拉德克利夫波包含了古爾德帶和其它區域發現的許多「恆星託兒所」。拉德克利夫波是銀河系中最大的氣體結構,(儘管不是銀河系中最大的結構,比如費米氣泡跨就橫跨了5萬光年)。「沒有天文學家想到我們的旁邊就是一個巨大的波狀氣體,或銀河系旋臂的組成部分」 艾莉莎·古德曼(史密森尼學會天文學家、拉德克利夫高等研究院科學計劃院主管)說道。「令我們我們非常震驚的是,從三維空間俯視,拉德克利夫波長且直,但是從地球上看,它卻呈正弦形。拉德克利夫波的發現使我們對銀河繫結構的認識再次被修改。」

(圖解:銀河系中已知的最大氣體結構;圖源:Harvard)

蓋亞衛星於2013年發射升空,此後一直在進行收集數據的任務,生成了迄今為止最精確的銀河系3D圖像。 科研人員目前的研究內容就是這些3D圖像:為了更好地了解古爾德帶的結構,確認雲層是否會在三維空間中形成圓環。研究人員也運用了基於恆星顏色的最新技術,來繪製恆星周圍塵埃的3D分布圖並精確測量它們「恆星託兒所」的距離。「恆星託兒所」是指氣體團和塵埃在自身重力作用下坍塌形成新恆星的區域。

(圖解:「恆星託兒所」;圖源:ESA)

不過,當研究人員仔細查看數據時,他們意識到所觀測到的不只是古爾德帶,而是一個區域相互連接的結構,這種結構要比古爾德帶本身大得多。「這是銀河系已知最大的氣體結構。它不是環狀的,而是呈大量起伏的細絲狀排列。」若昂·阿爾維斯(維也納大學物理學家、天文學家)說道。「拉德克里夫波離太陽非常近,與太陽的最近距離僅約500光年。它一直在我們眼前,但直到現在我們才看到它。」如果從上往下看(雖然無法在現實中做到,但可以使用計算機生成模擬透視圖),拉德克利夫波幾乎是一條直線;然而,回到銀河平面,從側面看,它是一條巨大的正弦曲線。

(圖解:拉德克利夫波三視圖。左-俯視圖,右上-端視圖,右下-側視圖;圖源:Nature)

我們目前還不清楚這個奇怪的形狀是如何形成的。阿爾維斯認為,「可能是某個異常大的物體降落在銀河系,正如石頭掉入池塘形成漣漪一樣。」 我們知道這種情況是可能的:藉助蓋亞衛星的數據,我們已經識別到一些穿過銀河系盤面的巨大漣漪。研究人員說道,它們是由不到十億年前的矮星系碰撞所產生。該研究團隊並未提出形成拉德克利夫波的猜測,但是這些探索也許會是未來研究的基石。

(圖解:池塘里的漣漪;圖源:Huffpost)

不過,我們目前所知道的是拉德克利夫波偶爾會與太陽發生(無破壞性質的)相互作用。」 「太陽在1300萬年前越過獵戶座時就經歷了一場超新星的盛典」,阿爾維斯說道,「在1300萬年後,太陽將再次越過該結構,那時我們就像在衝浪一樣。」

FY: Gogo

作者:MICHELLE STARR

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