银河系可能比我们想象的更大、更重且更不平衡
新的测量显示，我们银河系中两条最大的臂表明它们离我们比想象的要远得多。（图片来源：NASA/CXC/A. 霍巴特）
（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（作者：哈里·贝克）：科学家们在聆听远处宇宙爆炸的回声后发现，银河系的两条巨大的螺旋臂似乎比我们想象的要远得多。研究人员表示，这些发现可能迫使我们重新审视银河系的质量，甚至其形状。
银河系是一个条纹螺旋星系，由一个密集的中心区域组成，内有一个超大质量黑洞（称为人马座A*），由四条主要臂——射手座臂、盾臂-半人马臂、英仙臂和外臂——环绕着四条主要臂——它们弯曲并向外伸展，宛如巨大的风车。我们星系中的大多数恒星和气体都紧密地聚集在这些宇宙分支中，尽管包括太阳在内的一些恒星存在于它们之间的缝隙中，或者存在于其他较小结构中。
直到现在，研究人员一直基于银河系的自转速率来估算这些臂的大小，因为从地球在银河系内部的位置无法看到整个银河系。这反过来帮助我们估算了银河系的总大小（约10万光年）和质量，根据NASA的数据，质量相当于约1.5万亿个太阳。
然而，这种测量巨大结构的方法并非万无一失，自175年前首次发现银河系的螺旋形态以来，已经带来了许多不确定性，Live Science的姊妹网站 Space.com 报道。
“我们通常间接根据对银河系自转的了解来模拟银河系的外臂，但这样做会容错，”研究第一作者、意大利国家天体物理研究所的研究员贝阿特丽切·瓦亚（Beatrice Vaia）在一份声明中说，她是该研究的领导者，作为博士论文的一部分。她补充道，离银河中心越远，测量越不确定。
这项新研究发表于6月19日《天文学与天体物理学》杂志，研究人员提出了一种利用宇宙中最强大、最明亮的爆炸——伽马射线暴（GRBs）来测量臂的新方法。当这些宇宙爆发产生的X射线穿过密集的气体云时，就像银河系臂部内的气体云一样，它会产生发光的环或回声，其大小与它们与地球的距离相对应。
研究人员研究了伽马射线暴（GRB）残留的X射线回波，这些强烈宇宙爆炸的辐射穿过银河系臂中的气体云。（图片来源：X光：NASA/CXC/INAF/B. Vaia等;光学：泛星;图像处理：NASA/CXC/SAO/N.Wolk 和 P.Edmonds）
团队利用NASA钱德拉X射线天文台和欧洲航天局XMM-Newton天文台（两者均绕地球轨道运行）的数据，分析了三颗不同伽马射线暴（GRB）分别穿透英仙座臂、外臂和斯库图姆-半人马座臂的气体云的回波。这表明外臂和斯库图姆-半人马臂距离地球的距离可能比我们想象的要远约10%。这听起来可能不大，但实际上相当于几千光年。
这一发现最大的潜在启示是，我们的银河系比我们想象的更宽广，因此可能更为质量，这可能对我们对宇宙邻域的理解产生重大连锁反应。
研究合著者、意大利博洛尼亚大学天文学家伊拉里亚·福纳西耶罗在另一份声明中表示：“差异很小，但对这些距离的任何修正都很重要，因为它们对理解银河系至关重要。”“例如，这可能意味着天文学家必须修正银河质量的估计，因为这会影响银河臂的宽度。”
外臂和斯库图姆-半人马臂（红色显示）的新位置表明银河系并不像我们想象的那样完美对称。（图片来源：NASA/CXC/SAO/M.Weiss）
与新论文一同发布的动画展示了基于新数据的银河系可能的样貌，揭示了外臂和斯库图姆-半人马臂向更远的星际空间延伸，使我们的银河系看起来更像一只歪斜的蜗牛壳，而非完美的螺旋。
这些可视化并不一定能显示银河系的真实形状，因为Sagitarius臂和其他次要银河肢体并未采用相同方法进行测量。然而，英仙座臂的距离没有另外两条被伽马射线暴照射的臂那么远，这暗示了银河系中存在一种难以解释的惊人不对称性。
研究人员现在正在寻找更多伽马射线暴，以绘制银河系其他部分的形状，帮助我们更好地理解宇宙邻近的实际样貌。然而，要发现这些宇宙爆炸说起来容易做起来难。
“我们依赖宇宙提供这些天赋，但到目前为止，25年来，我们只发现了少数几个可以用的，”研究合著者、意大利帕维亚高等大学学校天文学家安德烈亚·廷戈在声明中说。“话虽如此，我们还会继续关注更多。”
