银河系是什么形状？旋臂匀称美丽

　　《科学美国人》克日登载了由美国哈佛-斯密松天体物理中心资深天文学家、美国科学院院士马克·里德和南京大学天文与空间科学学院传授郑兴武连系撰写的题为“银河系新视野”的封面文章，总结了由他们两人及德国马普射电天文研究所卡尔·门滕传授所率领的国际团队，历经15年时刻对银河系布局潜心研究的成就。

　　该团队用甚长基线过问干与技能准确丈量位于银盘上近200个大质量恒星形成区的自行和间隔，获得银河系旋臂的布局、太阳系的位置以及它绕银河系中心旋转的速率，绘制出标准为10万×10万光年的全新银河系布局图。该图是迄今最准确的银河系布局图，它清楚地展示银河系是一个具有四条旋臂的棒旋星系，彻底办理了银河系毕竟有几条旋臂这个天文学中恒久悬而未决的重大科学题目。

　　银河系布局是天文学的重大科学题目之一。据郑兴武传授先容，首要缘故起因是银河系直径预计约为10万至18万光年，太阳系离银河系中心很远，且位置靠近银盘中心面，因此我们所看到的旋臂都重叠投影在天球上而无法判别，正是“不识庐山真脸孔，只缘身在此山中”。但假如能准确地测定旋臂上足够多的天体到太阳的间隔，也完万能从内到外勾画出银河系的旋臂布局。然而，在银盘上漫衍着稠密的尘土友善体，对银河系旋臂上天体的光学辐射发生很是严峻的消光，纵然用大光学望远镜也只能看清银盘上6000光年以内的天体，这远远小于银河系的巨细。

　　真正普及深入地视察和研究银河系的布局得益于20世纪50年月射电和红外天文学的鼓起。天文学家用射电和红外望远镜发明，银河系旋臂上的大质量恒星形成区中除了有光学辐射的天体之外，尚有更多的、在光学不行见的射电和红外辐射天体以及孕育它们的冷分子气体和尘土，它们都可以作为银河系布局的示踪天体。更重要的是，射电和红外辐射能穿透银道面上弥漫的星际介质（气体和尘土），让我们直达银河系的边沿。

　　颠末近半个世纪的视察和研究，天文学家广泛以为银河系是一个棒旋星系。然而，因为不能精确测定大质量恒星形成区中年上苍体的间隔，银河系布局的一些最根基的题目——如银河系毕竟有几条旋臂、太阳在银河系中的准确位置和行为等，仍没有办理。

　　21世纪初，由中国、美国、德国、意大利、荷兰、韩国、日本和波兰共8个国度的22位天文学家，操持成立了“银河系棒和旋臂布局遗珍巡天”（简称“贝塞尔”）重大科学打算。“贝塞尔打算”用等效口径为地球直径的甚长基线过问干与阵，回收几许三角视差要领直接丈量大质量恒星形成区中脉泽源的自行，从而得到它们的准确间隔（脉泽源是一种亮温度高出亿度、乃至万亿度的宇宙激光点源）。

　　从2003年开始，研究团队丈量了银盘上163个大质量恒星形成区中脉泽源的自行和间隔，团结国际上其他团组丈量的37个脉泽源，共得到了银河系中近200个大质量恒星形成区的间隔和自行。这些大质量恒星形成区在银盘上的漫衍清楚地勾画出4条主旋臂，它们别离是英仙臂、人马-船底臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。再团结红外、一氧化碳和大量年上苍体的视察资料，最终绘制出了银河系布局图，它是一个具有4条旋臂的棒旋星系。在河外星系中，棒旋涡星系是一个各人族。银河系是一个平凡的星系，也是一个旋臂平均瑰丽的星系。

　　科学家研究发明，我们栖身的太阳系不在四条主旋臂上，而很是靠近于独立于这四条主旋臂的一条当地臂上。这条当地臂位于英仙臂和人马-船底臂之间，长度约为20000光年，比早年预计的要大得多，它的外形和包括富厚的大质量恒星形成区可与其他4条主旋臂类比。当地臂或者不是孤独的臂段，极有也许是相近英仙臂和人马-船底臂的一部门。太阳离银河系中心间隔为26000光年，绕银心旋转速率为236千米/秒，即绕行一周约莫要2.12亿年。太阳险些在银盘的中心平面上，距中心面垂直间隔约为20光年，比早年的预计值82光年要小。

　　据悉，“贝塞尔打算”研究团队中的中国成员来自南京大学、紫金山天文台、上海天文台和国度授时中心。15年来，中国团队本着配合提倡、配合组织、资源互补、成就共享的原则在“贝塞尔打算”中施展了重要浸染。

　　2003年，南京大学天文与空间科学学院徐烨博士、郑兴武传授、美国哈佛-斯密松天体物理中内心德博士和德国马普射电天文研究所门腾传授相助，操何为长基线过问干与技能初次乐成地准确丈量了英仙臂大质量恒星形成区W3OH中甲醇脉泽源的三角视差和自行，获得该大质量恒星形成区的间隔为6360±40光年，丈量精度高达2%，这是有史以来对云云迢遥的天体精度最高的间隔丈量。从该脉泽源的自行和视向速率，得到了这个大质量恒星形成区在银河系里的三维行为状况，研究银河系旋臂的行为学性子。这项事变预示了直接丈量银河系旋臂布局和行为的可行性。该成就在2006年1月以封面论文在《科学》上颁发，是促成“贝塞尔打算”的开创性事变。从此，中国成员提出和介入了前导尝试视察，研究功效为实验“贝塞尔打算”打下了坚硬基本。

　　到2019年底，在“贝塞尔打算”的163个方针脉泽源中，中国天文学家视察说明白个中85个源。“贝塞尔打算”在国际知名的天文和天体物理刊物上颁发了35篇论文，个中中国天文学家颁发了16篇论文。通过介入该重大科学打算，助推了我国甚长基线天体丈量学科的成长，作育了年上苍文学家，使他们走在国际甚长基线天体丈量学科的最火线。

（编辑：河北网）

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