银河系为什么会闪耀，银河系为什么像一条带子

在茫茫太空中，我们在一个“薯片”上跳舞。

我们居住的银河系是一个普通的螺旋星系。从侧面看，螺旋星系的边缘通常会明显向两个相反的方向倾斜，就像一个薯片一样。这种结构在学术上被称为“翘曲”。

为什么星系边缘会「倾斜」？2016年秋，西华师范大学物理与天文学院讲师何志宏博士在知乎上提出了这个问题。7年来，经过不断探索，他通过两篇论文给出了这个问题的答案:“一句话，星系盘中的天体在自转过程中发生了倾斜！”

▲银河系银盘示意图

舞动的银河

近日，何志宏及其研究团队在《天体物理增刊》和《天体物理快报》上发表了两篇论文:《探索银河系中遥远的星团》和《一个舞动的银河系:银盘上的进动和倾斜》。前者讨论了使用欧洲航天局Gaia天体测量卫星的观测数据来识别数千个新的星团，包括一些非常遥远和难以探测的疏散星团，扩展了我们对银河系的了解。后者利用疏散星团的知识来描述银盘的形状和运动。

何志宏介绍:“银河系是我们的家庭星系，银盘是银河系中天体聚集的地方。它很薄，侧面看起来像‘薯片’。”上世纪中叶，人类推测银河系存在翘曲结构。2019年，中国科学院国家天文台，西华师范大学天文系陈博士，系主任邓教授及其团队通过造父变星直接观测到了银河系外的翘曲。

上面的论文进一步解释了这种翘曲结构在银河系中是如何分布的，是如何产生的。疏散星团是同时精确测量距离、年龄和速度的最佳天体。过去，受样本范围和尺度的限制，疏散星团只能追踪太阳系附近的银盘结构。最近，何志宏团队利用现有的大样本疏散星团和大量新发现的遥远星团，对银河系的三维结构进行了详细的描述，其中CWNU nova星团占据了主要位置。研究团队发现了横跨银河系内外盘的翘曲结构和进动现象，首次提出并计算了整个银盘的倾斜速度。

这就是为什么洪智在七年前问道，“为什么星系的边缘会‘翘曲’？”问题提供了答案。“一句话，银盘里的天体在自转过程中倾斜了！”何志宏说，2020年，欧洲研究团队发现银河系边缘有大量恒星，它们整体有“向上”的趋势，得到了银盘外的岁差速度。在对遥远疏散星团的研究中，华西师范大学的研究人员再现了银盘外的翘曲几何，并进一步发现“不仅银河系边缘翘曲，银河系内部也翘曲，其倾斜度由内向外逐渐变化！”何志宏解释说:“一群旋转的天体偏离了旋转的平面，产生了‘倾斜’，就像陀螺一样，上下摆动。”

对于这种摆动，何志红做了一个浪漫的阐述:“就像裙子摆动，舞动的银河。”

▲倾斜星系盘图片来源:詹姆斯·宾尼，安德鲁·艾尔自问自答。

他花了七年时间研究银河系的扭曲结构。

是什么让银河起舞？如果只是银盘的外部倾斜，或许可以用附近星系的影响来解释，但是银河系的疏散星团告诉我们，星系内部也存在翘曲，而且这种翘曲变化的程度不能只用外部环境的影响来解释。目前这个问题的答案是未知的，需要天文学家进一步探索。何志宏告诉记者，这次提出的跨星系翘曲和倾斜岁差也需要更多的研究来证实或证伪。

银河系中有数千亿颗恒星。银河系本臂边缘的太阳和绕太阳运行的人类母星，正与无边无际的太空共舞。整个宇宙中有几千亿个星系，其中有很多和银河系类似。在何志宏看来，研究银河系可以帮助我们了解星系的结构和演化。

近年来，西华师范大学物理与天文学院取得了丰硕的研究成果，在Nature、Nature Astronomy、ApJS、ApJL等国际知名期刊上发表了200多篇科学论文。其中，亚洲最大天文光学观测基地“青海冷湖赛什腾山天文观测基地”的发现和银河系数千个新疏散星团(编号为西华师范大学“CWNU”)的发现是标志性成果。

▲何志宏从2016年秋天开始研究银河系的翘曲结构。时任中科院南京紫金山天文台研究生的何志宏提出了相关问题。经过七年的不断探索，他自己也给出了这个问题的答案。

为什么要研究浩瀚的宇宙？何志宏说，未来的某一天，人类将进行星际旅行和星际移民。虽然看起来不可能谈论这些东西，但对宇宙未雨绸缪的研究在那一天会成为实际应用。另一个原因是:“人类的好奇心。”何志红说。

红星新闻记者王拓

编辑李