太空中的數(shù)學(xué)美感,銀河系中已知最大的氣態(tài)結(jié)構(gòu)
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1879年,天文學(xué)家本杰明·古爾德發(fā)現(xiàn)了天空中的一個(gè)環(huán),其直徑約為3000光年,由塵埃、氣體和年輕的恒星組成——相互連接的恒星群?,F(xiàn)在,一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)打破了我們對它的理解,這個(gè)氣態(tài)結(jié)構(gòu)在150年之前就被稱為古爾德帶了。
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根據(jù)蓋亞銀河系測繪調(diào)查收集的數(shù)據(jù),古爾德帶只是一個(gè)更大的結(jié)構(gòu)的一部分。這一結(jié)構(gòu)包括巨大的蛇形氣體和塵埃波,長9000光年,寬400光年,在銀河系平面上方和下方延伸500光年。
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這個(gè)結(jié)構(gòu)新命名為拉德克利夫波,以哈佛大學(xué)的拉德克利夫高級研究所的名字命名,該研究所對包括古爾德帶中發(fā)現(xiàn)的許多恒星群都進(jìn)行了研究。
拉德克利夫波是銀河系中發(fā)現(xiàn)的最大氣態(tài)結(jié)構(gòu),不過不是銀河系中最大的結(jié)構(gòu)。例如,費(fèi)米伽馬射線氣泡跨越50000光年。
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史密森學(xué)會的天文學(xué)家、拉德克利夫高級研究所科學(xué)項(xiàng)目聯(lián)席主任阿莉莎·古德曼說:“沒有天文學(xué)家期望我們生活在一個(gè)巨大的、波形氣體群旁邊,也沒人期望這個(gè)氣體群構(gòu)成了銀河系的一部分?!?/span>
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“當(dāng)從3D角度從上往下看時(shí),我們第一次意識到拉德克利夫波有多長有多直,我們完全震驚了——但從地球看,它是標(biāo)準(zhǔn)的正弦形。波浪的存在迫使我們重新思考我們對銀河系3D結(jié)構(gòu)的理解。”
蓋亞衛(wèi)星于2013年發(fā)射,此后一直在收集數(shù)據(jù),以繪制出銀河系最精確的3D地圖。這是研究人員正在研究的,他們試圖更好地了解古爾德帶的結(jié)構(gòu),來確定它是否確實(shí)在三維角度上是一個(gè)環(huán)。
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他們還利用最近開發(fā)的基于恒星顏色的技術(shù),繪制了周圍塵埃的3D分布圖,并準(zhǔn)確測量了恒星群的距離——在恒星自身重力作用下,塵埃和氣體團(tuán)會坍塌形成新恒星。
然而,當(dāng)他們仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)時(shí),他們意識到他們正在研究這些相互關(guān)聯(lián)的區(qū)域的結(jié)構(gòu),也是一個(gè)比古爾德帶本身大得多的氣體結(jié)構(gòu)。
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奧地利維也納大學(xué)的物理學(xué)家和天文學(xué)家說:“相反,我們觀察到的是銀河系中我們所了解的最大氣體結(jié)構(gòu),不是環(huán),而是由巨大的起伏的絲線組織起來的。
"太陽距離拉德克利夫波最近的點(diǎn)只有500光年。它一直就在我們眼前,但我們直到現(xiàn)在才看到它。
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(Alve et al., Nature, 2019)
如果你從上到下看(顯然我們不能實(shí)際地這樣做,但我們可以使用計(jì)算機(jī)生成的地圖模擬透視),拉德克利夫波或多或少是一條直線?;氐姐y河系平面?zhèn)冗吙纯矗鼤幸粋€(gè)令人印象深刻的曲折擺動(dòng)。
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這是一個(gè)奇特的形狀,人們不完全清楚它是如何來的。阿爾維斯說:“它可能就像池塘里的波紋,好像有非常巨大的東西落在我們的銀河系里。”
我們知道這樣的事情是可能的。蓋亞的數(shù)據(jù)也幫助識別了銀河系圓盤上的巨紋,是與10億年前一個(gè)矮星系碰撞形成的。但研究小組的論文沒有對可能形成拉德克利夫波的事件進(jìn)行猜測,但這些調(diào)查可能為未來研究提供基礎(chǔ)。
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研究小組認(rèn)為,拉德克利夫波有時(shí)(無害地)與太陽互動(dòng)。阿爾維斯說:“(太陽)在1300萬年前穿越獵戶座時(shí),經(jīng)過了一個(gè)超新星。再過1300萬年,它將再次穿越這個(gè)超新星,這有點(diǎn)像我們在‘沖浪’?!?/span>
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作者: Michelle Starr
FY: 董美慧
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