【正见新闻网2021年08月22日】
图：银河系及其中三条旋臂位置示意图。缩放图中黄点为太阳，位于猎户座臂内缘附近。此次发现的断层则位于人马座臂（橙色方框）。 Credits: NASA/JPL-Caltech
对于天文学家来说，银河系既是最熟悉又最陌生的星系。由于我们的太阳和地球位于银河系其中一个旋臂（称为猎户座臂）的内缘附近，因此我们能够看到我们附近的许多细节，包括许多恒星及其行星。然而，“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，我们很难整体观察银河系的全貌。
最近这方面终于有了重大突破。根据8月17日美国航天局(NASA)发布的声明，使用NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)和 欧洲航天局(ESA)的盖亚望远镜(Gaia Mission)，一组天文学家成功绘制了一条名为人马座臂的旋臂中的一些恒星形成区域的 三维天图及其速度。
出人意料的是，这条旋臂上竟然有一个断层。
加州理工学院的天体物理学家、新论文的主要作者迈克尔·库恩(Michael Kuhn)在一份声明中说：“旋臂的一个关键特性是它们围绕星系的缠绕程度。”这可以通过手臂的俯仰角来测量。
在银河系天文学中，俯仰角是指旋臂和圆的切线之间的角度。这样，一个正圆就没有俯仰角，而如果旋臂越张开，俯仰角就越大。
库恩在上述声明中补充说：“大多数银河系模型表明，人马座臂形成一个螺旋，其俯仰角约为 12 度，但我们观测到的一部分结构却以近 60 度的角度突出。”
人马座臂是银河系中一个被很好观察到的旋臂。它包含几个恒星形成区，包括著名的创生之柱。
为了进一步了解这条旋臂，研究团队结合了盖亚和斯皮策数据，绘制了人马座臂一部分恒星形成区域的 三维位置和速度。
“当我们将 Gaia 和 Spitzer 的数据放在一起并最终看到这张详细的 三维天图时，我们可以看到这个区域有相当多的复杂性，这是以前不明显的，”库恩在上述声明中说。
由于这个区域以较大角度突出，所以它和旋臂整体之间形成一个断层。有趣的是，这个区域是一个恒星形成区域，有大量新恒星产生。
研究团队依靠斯皮策在一项名为银河遗产红外中平面巡天（GLIMPSE）的星系巡天中发现的超过十万颗新生恒星的目录。
“距离是天文学中最难测量的东西之一，”共同作者阿尔贝托·克朗-马丁斯(Alberto Krone-Martins)在同一份声明中说，他是加州大学欧文分校的天体物理学家和信息学讲师，也是盖亚数据处理和分析联盟(DPAC)的成员。 “只有最近来自盖亚的直接距离测量才使这种新结构的几何形状如此明显。”
根据分析，研究团队认为，这种断层结构中的恒星可能大约在同一时间、同一大区域形成，并且受到星系内作用力的独特影响。
这个新发现的断层结构着实让天文学家大吃一惊，至今天文学家还没有完全了解它的起源。 “最终，这提醒我们银河系的大尺度结构存在许多不确定性，如果我们想了解更大的图景，我们需要查看细节，”该论文的合著者之一罗伯特·本杰明(Robert Benjamin)在上述声明中说。他是威斯康星大学怀特沃特分校的天体物理学家和 GLIMPSE 调查的首席研究员。 “这个结构是银河系的一小部分，但它可以告诉我们关于整个银河系的一些重要信息。”
这项新研究发表在《天文学与天体物理学》上。