姜啟明
姜啟明
【新三才首發】對我們來說，夜空的星星可能看起來像是隨機飛濺，但天文學家們正在了解到，在我們銀河系的某些區域，恆星已經聚集成類似地球上的特徵——溪流、波浪、拱門和山脈。
構造活動，創造了地球的各種各樣的特徵，但科學家並不確定是什麼機制讓銀河系中的恆星形成這樣的模仿物。現在，研究人員正在推論成因，包括來自銀河系外部的力量。然而，真正的原因，很可能是銀河系本身。
科學家們將銀河系描述為一個被遮斷的旋渦星系——基本上形狀像顆荷包蛋，星星呈現如風車葉片般分佈。但細部去觀察，會發現隱藏在這個銀河系形貌中的更多細節。
自2013年以來，一個名為蓋亞的歐洲航天局代表團對銀河系進行了普查，目標是編制超過10億顆恆星。利用2018年4月發布的關於精確測量恆星位置和運動的新數據，以及另外5.5億個星體，天文學家現在可以探索具有新維度的星系。
雖然這些銀河系的探索已經發現了新的地形，例如那些山脈和拱門形狀，但科學家們還無法完全解釋這樣的恆星結構是如何形成的。由澳大利亞悉尼大學的天文學家領導的一個小組決定嘗試在計算機模型中重建他們在星星中看到的一些特徵。
研究人員專注於銀河系中的一系列八個山脊，它們像山脈一樣折疊起來。蓋亞的數據顯示，在銀河系盤的中間層夾在一起的山脊，每個山脊上都有獨特的星星系列。使用來自分析恆星成分的另一個任務的數據，他們注意到所有的恆星都具有與太陽相似的元素組成。由於元素組成可以提示恆星年齡，這告訴他們這些年輕恆星並沒有像老恆星那樣分散，這有助於理解恆星山脊是如何形成的。
關於如何創建這種山脊和其他特徵的理論分為兩類：內部和外部。一些理論認為內部星系機制是形成銀河地理的關鍵。例如，重力相互作用，可能產生共振波，從較小的物質中產生更大的物質團塊。或者，星系中的恆星，氣體和塵埃之間的摩擦可以導致這些地形特徵的產生，就像洗衣機中的衣物在清潔過程中彼此移過一樣時糾纏在一起一樣。其他理論提出，一些外部特徵像另一個小矮星系一樣穿過銀河系，這就是星星皺摺起來的原因。（想像一下，這個理論就像你在穿過地毯的時候拖著你的腳，而使地毯折疊起來。）
該團隊使用這些內部和外部過程的計算機模擬來查看是否可以在不同條件下重建恆星的分佈。他們發現，通過稱為相混合的內部過程，脊部與孤立區域中產生的脊更緊密地匹配，其中螺旋臂隨時間的變化，恆星組逐漸混合，如攪拌雞尾酒一樣。此外，在山脊中存在的年輕恆星沒有像老恆星一樣散射，也表明附近的力量是這些特徵的來源。在模擬被一個過往星系重力撞擊的區域時，結果顯示出比銀河系中看到的更高的山脊。
因此，山脊的高度「可能是區分內部和外部過程的一種方式。」悉尼大學的天文學家，新論文的主要作者Shourya Khanna說。
但是仍然存在一些局限性。研究人員尚未在模擬中模擬氣體，這可能會影響結果。研究發現，附近的星系曾經穿過我們的銀河系。研究表明，可能是這種類型的外部相互作用產生恆星流，而內部過程——如相混合——則對形成山脊更有影響。隨著許多恆星已經建立起目錄，蓋亞將可進一步為天文學家提供更多關於塑造我們銀河系令人驚嘆形貌力量的線索。
（編譯：王明真）
（責任編輯：姜啟明）
（文章來源：新三才首發）
