银河系的肉里扎了根美丽的“刺”

科学家在银河系身上发现一个奇怪的结构。

老鹰星云、欧米茄星云、三叶星云和礁湖星云（从左至右）。这四个美丽的星云都位于银河系人马座旋臂上的一根“刺”内。NASA / JPL-Caltech

最近科学家在银河系身上，发现了一个奇怪的结构：一根由年轻恒星和气体云组成的“刺”，斜插在银河系的一条旋臂上。这根长约3000光年的“刺”，是天文学家发现的首个与旋臂排列方式存在巨大差异的银河系主体结构。

天文学家之所以对这根“刺”的存在感兴趣，是因为漩涡星系中的恒星和星云通常都沿着星系的旋臂分布。而这些恒星和星云的排列方式与此格格不入。

星系旋臂的松紧度是漩涡星系的关键性特征之一，可以用“桨距角”来加以描述。圆的桨距角是0度。旋臂越松，桨距角就越大。包括人马座旋臂在内的大部分银河系旋臂桨距角在12度左右，而最新发现的这根“刺”桨距角达到了60度，因此显得格外扎眼。

此前天文学家只在河外星系身上发现过这种突兀的“刺”，在银河系内还是第一次发现。

对于银河系的规模和形态，天文学家一直以来都只有粗略的认识。这是因为我们身处其中，很难看到庐山的真面目。

但这无法阻挡科学家探究银河系确切结构的热情。天文学家是在对与我们相邻的人马座旋臂进行研究的过程中，意外地发现这根“刺”的。“刺”虽然突出在旋臂外，其内部的恒星运动速度和运动方向，却依然与其依附的人马座旋臂保持一致。

有意思的是，新发现的这根“刺”中，包含了我们耳熟能详的四个美丽星云。它们是：老鹰星云、欧米茄星云、三叶星云和礁湖星云。

早在上个世纪50年代，这几个星云内的部分恒星就曾经被科学家测距，用来推断人马座旋臂的存在。而这一次，研究人员用更先进的技术，比如盖亚探测器和斯皮策太空望远镜提供的银河系恒星高精度三维空间坐标参数与红外巡天数据，来探测银河系的隐秘结构。

确切地说，星系旋臂的成因还是个谜。不过这一次天文学家知道了一个事实，即这些“刺”里的恒星是几乎同时在同一区域内形成的，且受到了星系引力以及星系自转剪切力的独特影响。这些“刺”虽小，但它背后隐藏的，可能是与星系主体有关的大秘密。

扎在银河系旋臂上的“刺”。NASA

参考

A high pitch angle structure in the Sagittarius Arm

http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/202141198