波兰科学家与中国科学家绘制出的银河系三维图一致，中国更早绘制
科技领航人2019-08-02 14:29
近期，波兰天文学家团队绘制了迄今为止最精确的银河系三维地图，揭示了银河系圆盘上令人惊讶的扭曲和不规则现象。
我们位于银河系内部的位置意味着我们无法在星系外观察我们的星系，迫使我们从内部想象它的形态。密集的恒星、气体和尘埃使我们的观点更加复杂。尽管存在这些局限性，但我们知道银河系是一个螺旋星系，直径大约在12万光年左右，我们距离银河核心约27,000光年。
多年来，天文学家们利用各种尝试来绘制我们的星系图，包括恒星计数、气体分子的无线电观测，甚至附近类似螺旋星系的外推。这些努力产生了一些像样的地图，但效果并不大。绘制银河系地图得更好方法，是直接测量我们与散布在银河系圆盘上的大量恒星样本的距离。值得点赞的是，这个样本中使用的恒星将属于一个特定的，经过深入研究的类型，以确保观测的准确性。
华沙大学天文台的科学家团队利用这一策略编制了迄今为止最准确的银河系三维地图。天文学家多洛塔·斯科沃伦（Dorota Skowron）领导了这项研究，该研究今天发表在《科学》杂志上。
在其他几项新发现中，更新的3D地图显示了我们银河系扭曲的恒星盘的S形结构。项目用合作者普泽梅克·梅罗兹（Przemek Mroz）的话来说，银河系并不像煎饼那样平坦，而是“翘曲扭曲”，他在相关视频中描述了他的团队的工作。我们的银河系被扭曲已经是众所周知的，但新的研究进一步描述了这些扭曲的惊人程度。正如新研究显示的那样，这种扭曲始于距银河核心大于25,000光年的范围，并且随着距离的增加而变得更加严重。
“如果我们能从侧面看到我们的星系，我们就会清楚地看到它的扭曲，”斯科沃伦说。 “距离银河系中心6万光年远的恒星，在银河系平面的上方或下方最远可达5000光年。”她说。 “这是一个很大的百分比。”
从原因上讲，研究人员将与邻近星系、星系间气体，甚至可能是暗物质的相互作用归因于此。
新的研究还表明，银河系的厚度自始至终都是可变的。我们的星系离核心的距离越来越厚。例如，在我们的位置，星系盘大约500光年厚，但在外边缘，它厚达3000光年。
为了创建3D地图，多洛塔·斯科沃伦和她的同事绘制了造父变星的位置。这些年轻的脉动超巨星是这项研究的理想选择，因为它们的亮度会以非常规律的方式变化。最终，银河系中的造父变星的位置可以比其他类型的恒星更准确地固定，这正是这个绘图项目所需要的。
一个超过2,400个造父变星的样本用于创建新的银河系3D图，其中大部分是通过光学引力传感实验（OGLE）调查确定的，该实验监测近20亿颗恒星的亮度。研究人员总共观察了银河盘六年，拍摄了206,726张天空图像。
智利安第斯山脉的1.3米（4.3英尺）华沙望远镜用于OGLE测量，它可以监测恒星的亮度并测量其多年的性质。这使得地图在空间上比由盖亚卫星数据生成的地图更加完整，例如，在盖亚卫星上，距离只有10000到15000光年是可靠的。她还说，由于恒星数量的增加和造父变星样品的“纯度非常高”，新的3D图比以前的工作更精确。
“所以这是银河系中最'真实'的地图，”斯科沃伦告诉媒体说。
如果这项工作听起来很熟悉，那是因为今年早些时候，在《自然天文学》中发表的研究采用了类似的技术，中国科学院的科学家得出了类似的结论，使用不同的造父变星组来绘制银河系3D图。 此前研究背后的科学家之一，来自中国科学院国家天文台的陈晓典，对新论文的作者没有引用他的团队的科研成果这一事实提出质疑。 尽管如此，他仍然喜欢这门新科学。
“他们基本上证实了我们早先关于银河系圆盘三维形状的结论，包括它在外围区域的燃烧，”陈说。 “他们确认我们工作的一个好处是，他们使用了不同的数据集，覆盖了2,431只造父变星，而[我们的]2330是通过不同的望远镜和不同的滤光片观察到的。然而他们发现了几乎相同的结果，令人感到安慰！“
除了说明我们银河系的翘曲和扭曲性质之外，新的3D图还表明，造父变星在太空中非常紧密地堆积在一起，并且具有相似的年龄。
“这清楚地表明，它们是在狭窄的银河系中同一个恒星形成区域共同创造的，”斯科沃伦说。 “我们可以亲眼看到，在我们自己的星系内，恒星形成不是一个恒定的过程，但确实是在爆发中发生的。”
新地图还将有助于进一步阐明银河系的物理结构、旋臂的数量（目前仍有争议）以及旋臂螺旋扭曲的严重性等方面。为了改进目前的地图，斯科沃伦说，从北半球进行的观测将进一步提高清晰度，同时使用能够窥视到星系核心另一侧和离星系平面非常近的超尘区域的观测站。她说，红外望远镜可以做到这一点。
展望未来，斯科沃伦希望能够绘制出较老的恒星，这将使他们可以看到银河系随着时间的演变。
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