银河的旋臂

天文学家已经完成了银河系最详细的整体图像，显示其旋臂比预期的要长得多。加州大学伯克利分校的埃文利文、雷欧布利茨和卡尔海尔分析了银河系中氢原子在射电波段的分布，从而获得了银河系中以前从未出现过的部分图像。图像显示我们银河系的螺旋结构不是中心对称的，旋臂在某些区域比在其他区域更长。与理论预测相反，手臂的延伸远远超出了理论预测(来源:科学快报1128455)。虽然我们知道银河系是一个螺旋星系，但很难确定银河系的确切形状，因为太阳系位于庐山。由于尘埃的吸收，光学方法的有效距离约为数万光年。然而，尘埃吸收并不影响电磁辐射的无线电频带，因此天文学家可以“看穿”银河系。这种辐射来源于氢原子的内部变化，并广泛分布于整个银河系，从而使研究人员能够通过它来研究整个银河系的结构。Levine和他的同事们收集了以前关于21厘米氢波的数据，并使用了一种叫做钝化掩膜的技术来增加高低信号区域之间的对比度。他们发现旋臂从银河系中心向外延伸到25公里(相差1000秒)或80000光年。布利茨说:“我们一直在追踪从银河系中心穿过太阳到星系气盘边缘的螺旋结构，从而获得迄今为止银河系最清晰、最完整的螺旋结构。数据表明，螺旋结构的半径远远超出了我们的理论预期，我们需要对螺旋结构的起源有更深的理解。”他们三人还发现了一个期待已久但从未发现的现象，旋转臂内部的气体比旋转臂外部的气体更稀薄。莱文说，这一重要发现将影响螺旋密度波理论，该理论用于解释旋臂随时间变化的过程。新的银河系地图集也带来了新的问题，比如重力如何影响星系的螺旋结构。像大多数其他大型星系一样，银河系的旋转图像接近对数曲线或像台风涡旋。科学家认为螺旋结构是由银盘的重力驱动的。布利茨问道，“但是我们现在看到的螺旋结构已经延伸到重力太弱而无法驱动它的区域。为什么会这样？这是怎么发生的？”