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天文台快递 | 银河系地图计划  

2016-10-11 17:02:45|  分类: 科学研究(揭秘、 |  标签: |举报 |字号 订阅

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银河里的鹊桥

——“贝塞尔计划”本地臂结构观测取得重要进展

也许你不知道“贝塞尔计划”,但你一定知道“银河”。所谓银河,并不是银色的河流,也不是牛奶的路(Milky Way),而是一个由千亿颗恒星和数不清的星际物质组成的星系,我们太阳系所有天体都在银河系的一条“旋臂”上。

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 (图一.银河系想象图,它有着完美的旋涡)

旋臂是部分星系的一种结构,我们通过望远镜观察到的星系中,有很多都带着旋臂,比如M51。

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 (图二.M51的旋涡结构)

那一条条发亮的环带,从中心展开,绕旋着直到星系边缘,这就是旋臂。旋臂上的光亮是刚形成不久的大质量恒星发出来的,而暗的部分,是密集的星际气体——新恒星正在或将要在这里出生。

“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,身处银河系内的我们无法一览它的全貌,只能通过观测别处遥远的星系,得以“它山之石,可以攻玉”。不过,只要能测量出银河系中天体到太阳的距离,就可以摸清它的大致形状。而“贝塞尔计划”正着力于此,一个由中、美、德、意、韩、日等多国天文学家参与的探索银河系结构和运动的大科学工程。

自2009年起,该项目得到美国国立射电天文台的重点支持,科学家们使用“甚长基线干涉技术(VLBI)”,精确测量银河系中大质量恒星形成区的距离和物理性质,为银河系绘制地图。在此之前,经历了数十年的观测,天文学界普遍认为银河系具有四条主要的旋臂,我们太阳并不位于其中任一条主旋臂上,它处在人马臂和英仙臂之间的地带。不过,根据观测,太阳并不孤独,尤其是2013年“贝塞尔计划”中,紫金山天文台科学家牵头的研究证实,太阳附近也有一条类似于旋臂的子结构,我们称之为“本地臂”,顾名思义,就是我们太阳本身所处的地方。

那么,“鹊桥”又是怎么回事呢?我们知道它来自于一个美丽的传说,牛郎织女相互钟情,却被分隔在银河两岸,古人于心不忍,想象喜鹊们搭成一座桥,使两位有情人得以相会。事实上,银河系中的牛郎星与织女星相距太远,永远不会靠近彼此,然而确有这么一座“鹊桥”,真真实实地连接了本地臂与人马臂。

紫金山天文台研究员徐烨是“贝塞尔计划”的核心成员,上述“鹊桥”便是他和同事新近获得的观测研究成果。利用三角视差测量的方式,他们确定了本地臂附近数个大质量恒星形成区中甲醇脉泽源的距离,惊喜地发现了一个“刺”状结构,其位置就像一座桥一样由本地臂指向人马臂。不仅如此,研究团队也新认证了一些恒星形成区属于本地臂内,并计算出其恒星形成速率和螺旋程度(螺距角)与银河系主要旋臂有一定差异,进一步加强了本地臂这个结构的地位。所以,这些重要的结果表明,银河系并不是完美的宏观旋涡图景(图一),它有着比我们想象中更复杂的旋臂结构,就像星系M51(图二)或NGC1232(图三)那样。

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 (图三.NGC1232)

从简单到复杂,正是我们认识世界的正常过程,在为银河系绘制“地图”的路上,天文学家们正是通过从大致结构到细节的研究,一步步丰富了人类对自身所处位置的认识。贝塞尔是生活在十九世纪的天文学家,他是天体测量的奠基人,自他以后两百年来,人类用智慧和勤奋对银河系孜孜不倦地进行观测,无论是“鹊桥”,还是银河系本身,终会被清楚地描绘出来。

撰文/何治宏编辑/怀尘

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