這張圖顯示了氣體在銀河系中上升和下落的過(guò)程。利用哈勃的宇宙起源頻譜儀 10 年的數據，天文學(xué)家發(fā)現，進(jìn)入銀河系的氣體多于離開(kāi)銀河系的氣體。

　　北京時(shí)間 11 月 4 日消息，銀河系中似乎存在某種不平衡。在一項新研究中，天文學(xué)家發(fā)現銀河系中出現了奇特的氣體過(guò)?，F象。

　　利用美國國家航空航天局(NASA)哈勃太空望遠鏡 10 年的數據，天文學(xué)家團隊得出結論，進(jìn)入銀河系的氣體要多于離開(kāi)銀河系的氣體。不過(guò)，對于這種氣體進(jìn)入和逸出的顯著(zhù)不平衡，研究團隊還沒(méi)有找到背后的原因。

　　研究人員使用的是哈勃宇宙起源頻譜儀(Cosmic Origins Spectrograph，簡(jiǎn)稱(chēng) COS)的數據。該儀器的作用是研究吸收或發(fā)射光的物體，并確定它們的溫度、化學(xué)組成、速度和密度等方面的信息，從而研究宇宙大尺度結構的起源、星系的形成和演化，以及恒星、行星與冷星系介質(zhì)的起源。有了宇宙起源頻譜儀，研究人員就可以觀(guān)察和跟蹤星系中氣體的運動(dòng)：當氣體遠離銀河系時(shí)，其顏色看起來(lái)更紅;當氣體靠近銀河系時(shí)，紅移和藍移效應會(huì )使其看起來(lái)就會(huì )更藍。

　　未來(lái)三個(gè)螺旋星系的軌道軌跡：藍色為銀河系;紅色為仙女座星系，也被稱(chēng)為 M31;綠色為三角座星系，也被稱(chēng)為 M33。一項基于歐洲蓋亞任務(wù)觀(guān)測數據的研究表明，銀河系和仙女座星系將在 45 億年后發(fā)生碰撞。

　　研究人員發(fā)現，進(jìn)入銀河系的“藍色”氣體比離開(kāi)銀河系的“紅色”氣體要多。雖然研究人員還沒(méi)有找到這種不平衡的根源，但他們認為可能是以下三種原因之一造成的。

　　首先，天文學(xué)家認為這些多余的氣體可能來(lái)自星際介質(zhì)。其次，研究人員在一份聲明中稱(chēng)，銀河系正在利用引力從鄰近較小的星系中吸取氣體。此外，這項研究只考慮了較冷的氣體，研究人員認為，較熱的氣體可能也與這種不平衡有關(guān)。

　　超新星和恒星風(fēng)等事件會(huì )把氣體從銀河系的星系盤(pán)中推出來(lái)，導致氣體離開(kāi)銀河系。與此相反，當氣體進(jìn)入銀河系后，將有助于新恒星和行星的形成。因此，氣體的流入和流出之間的平衡對于調節恒星等天體在銀河系中的形成非常重要。

　　研究報告的作者之一、德國波茨坦大學(xué)的菲利普·里希特(Philipp Richter)在聲明中說(shuō)：“詳細研究我們所處的星系，可以為了解整個(gè)宇宙中的星系提供基礎。我們已經(jīng)認識到，銀河系要比我們想象的復雜得多。”這項研究的結果將發(fā)表在近期的《天體物理學(xué)雜志》(The Astrophysical Journal)上。

　　銀河系與仙女座星系的碰撞

　　一項研究表明，銀河系保持目前形態(tài)的時(shí)間可能會(huì )比一些天文學(xué)家認為的更久一些。根據一項基于歐洲蓋亞任務(wù)(Gaia)太空望遠鏡的觀(guān)測結果，銀河系將在 45 億年后，與螺旋星系仙女座星系之間發(fā)生大規模碰撞。此前一些天文學(xué)家曾預測，這場(chǎng)碰撞可能會(huì )更早發(fā)生，時(shí)間大約是 39 億年后。

　　蓋亞任務(wù)科學(xué)家 Timo Prusti 沒(méi)有參與這項研究，但他表示，這一發(fā)現對我們理解星系如何演化和相互作用至關(guān)重要。蓋亞任務(wù)于 2013 年 12 月啟動(dòng)，目的是幫助研究人員創(chuàng )建有史以來(lái)最好的銀河系三維地圖。目前，蓋亞任務(wù)已經(jīng)精確監測了大量恒星和其他宇宙天體的位置和運動(dòng)，該團隊的目標是在任務(wù)周期內追蹤超過(guò) 10 億顆恒星。

　　蓋亞任務(wù)關(guān)注的大多數恒星都在銀河系，但也有一些位于鄰近星系。在這項研究中，研究人員追蹤了銀河系、仙女座星系(M31)和三角座星系(M33)中的一些恒星。研究小組成員表示，這些鄰近的星系距離銀河系約 250 萬(wàn)到 300 萬(wàn)光年，有可能發(fā)生相互作用。

　　“我們需要從三維視角來(lái)探索星系的運動(dòng)，以揭示它們如何成長(cháng)和演化，以及是什么創(chuàng )造并影響了它們的特征和行為，”研究第一作者、美國空間望遠鏡科學(xué)研究所的 Roeland van der Marel 在聲明中說(shuō)，“我們利用蓋亞任務(wù)發(fā)布的第二套高質(zhì)量數據做到了這一點(diǎn)。”他指的是蓋亞任務(wù)在 2018 年 4 月發(fā)布的一組數據。

　　研究人員表示，這項工作確定了仙女座星系和三角座星系的旋轉速度，這是以前從未做過(guò)的。利用蓋亞任務(wù)的觀(guān)測數據，以及對檔案信息的分析，研究小組繪制出了仙女座星系和三角座星系在過(guò)去歷史中的移動(dòng)軌跡，并預測它們在未來(lái)幾十億年里可能的移動(dòng)方向。

　　研究團隊的模擬結果顯示，仙女座星系和銀河系相撞的時(shí)間要遲于原先預期，并表明這將是一次側面碰撞而不是正面碰撞。由于恒星之間的距離非常之遠，因此太陽(yáng)系被星系合并破壞的可能性非常低。不過(guò)，對于 45 億年后地球上的任何生物(如果還存在的話(huà))來(lái)說(shuō)，這次撞擊肯定會(huì )讓夜空變得分外絢爛。

　　蓋亞任務(wù)的主要設計目的是繪制銀河系內的恒星地圖，但這項研究表明，這個(gè)空間望遠鏡正在超越人們的預期，可以為我們了解銀河系以外星系的結構和動(dòng)態(tài)提供獨特的見(jiàn)解。蓋亞任務(wù)對這些星系運動(dòng)的觀(guān)測時(shí)間越長(cháng)，測量結果就會(huì )越精確。這項研究發(fā)表在 2019 年 2 月的《天體物理學(xué)雜志》上。

　　值得一提的是，仙女座星系并不是銀河系撞擊的下一個(gè)星系：最近的一項研究表明，大麥哲倫云和銀河系將在大約 25 億年后合并。不過(guò)，大麥哲倫云本身就是銀河系衛星星系中最亮、質(zhì)量最大的一個(gè)，與銀河系之間有一個(gè)相互作用的橋。大麥哲倫云的質(zhì)量遠小于銀河系，因此在穿過(guò)銀河系的過(guò)程中，有可能面臨被銀河系撕碎的命運。事實(shí)上，圍繞銀河系的衛星星系有 100 多個(gè)，它們任何一個(gè)都有可能穿過(guò)銀河系，甚至從太陽(yáng)系附近穿過(guò)。幸運的是，這樣的碰撞發(fā)生概率很小，而且很可能是“擦肩而過(guò)”，而不是小行星撞擊地球那樣的硬碰撞。
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