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分析2500颗恒星后,天文学家发现银河系是弯的,形状像一个薯片?

科学探索宇宙观察2023-09-11

不识庐山真面目,只缘身在此山中

由于地球位于太阳系,太阳系又位于银河系,所以我们本质上是无法获得银河系的真实图像的,毕竟银河系的直径长达18万光年,我们的银河系其实是弯曲的形状,也就是说平视状态下的银河系是呈现波浪状的,由此导致了太阳系在银河系内的公转轨道也是波浪形状的上下翻飞,而不是固定的椭圆形轨道。

那么身处银河系内的天文学家,是怎么在模拟出银河系形状的情况下,还能意识到它是弯的呢?

这里就要引入一个专业名词了:造父变星


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它是一种特殊的恒星,埃德温.哈勃当年靠它确定了仙女座的信息身份,并测定了仙女座和银河系的距离上254万光年,而天文学家从银河系内的造父变星中看到了周期性亮度变化,通过明暗交替以及银河系本身的运动,天文学家们确认了银河系内造父变星的距离变化。

2019年天文学家通过跟踪2500颗造父变星的亮度变化和距离,绘制出了更精确的银河系三维模型,在这个新的模型里银河系不再是平坦的,因为造父变星们的位置发生了扭曲错落的变化,而这些速度的差值意味着银河系无法让所有区域都保持同步自转,因此在不同速度和不同方向的恒星的影响下,银盘自身的形状也出现了向上和向下的翘曲和弯曲,进而造成了银河系的薯片形状。

除了银河系内部原因外,天文学家们认为银河系的卫星星系的引力也导致了银河系的弯曲,具体来说就是5万光年外的人马座矮椭球星系,虽然它的直径只有1万光年,但仍然在以一个椭圆轨道绕银河系公转,由于它大小也属于星系,所以它的引力会周期性的对银盘施加引力影响,从而导致银盘形状的变化。

不过在可以预见的未来

由于银河系的质量和引力远强于人马座矮椭球星系,所以天文学家相信未来总有一天这个卫星星系会被银河系完全吞噬,成为银河系的一部分。

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