銀河 -- 更快、更重的旋轉者

Milky Way a Swifter Spinner, More Massive, New Measurements Show
http://www.physorg.com/news150384799.html

January 5th, 2009

扣上你的安全帶 -- 我們更快、更重，且比我們所想的更有可能發生碰撞。天文學家對銀河進行高精確度的測量，並表示我們的銀河系以大約每小時 10 萬英里的速度旋轉，比我們先前所理解的都要快。

速度增加，Harvard-Smithsonian 天體物理學中心的 Mark Reid 表示，會使銀河的質量增加 50%，使得它與仙女星系（Andromeda Galaxy）相當。 "我們將不再認為銀河是我們本星系群（Local Group）家族中仙女星系的小妹妹。"

質量更大意謂著更大的重力拖曳，那增加與仙女星系或鄰近小型星系碰撞的可能性。

我們的太陽系距離銀河中心約 2.8 萬光年遠。在此距離下，這個新觀測指出，我們正以每小時約 60 萬英里的速度在我們銀河系的軌道中移動，高於先前所估計的每小時 50 萬英里。

科學家們使用 NSF 的 Very Long Baseline Array（VLBA，超長基線陣列）無線電望遠鏡重新測繪銀河系。利用 VLBA 無與倫比的能力來測繪超精細的影像，該團隊正進行一項長期計畫要在我們的星系中測量距離與運行。他們在 American Astronomical Society 於加州 Long Beach所舉辦的會議中報告他們的結果。

科學家們觀察整個銀河系中有許多恆星形成的地區。在這些地區的某些區域中，氣體分子與雷射強化光束一樣，會增強自然發生的無線電發射。這些區域，稱為宇宙邁射（masers，受激輻射所產生的微波放大），成為 VLBA 敏銳無線電視野的明亮地標。當地球運行到太陽相對的一邊時（譯註：即太陽不會擋在這些天體前面），藉由再三觀測這些地區，天文學家能測量直些天體位置相對於背景中更遙遠天體的輕微偏移。

"銀河的新 VLBA 觀測對於距離與運行產生了高度精確的直接測量，" 德國 Max Planck Institute for Radio Astronomy 的 Karl Menten 表示，該團隊的成員之一。"這些測量使用傳統測量員的三角測量法，而且不像早先的研究，並不依靠任何基於其他特性的假設，例如亮度。"

天文學家發現，他們的直接距離測量與先前的、非直接的測量不同，有時差距多達 2 倍。蘊藏宇宙邁射的恆星形成地區 "界定了銀河的螺旋臂，" Reid 解釋。測量這些地區的距離也因而為測繪此星系的螺旋狀結構提供了衡量標準。

"這些直接測量修正我們對我們銀河系的結構與運行的理解，" Menten 說。"因為我們身處其中，故我們很難測定銀河系的結構。至於其他星系，我們光看它們就能夠知道它們的結構，但我們無法這麼做以獲得銀河系的整體影像。我們得要透過測量與繪製來推論其結構，" 他補充道。

VLBA 能如此精確地固定天空中的位置，故當這些天體繞行銀河中心時，可測得它們精確的運行。除了沿著視線測量運行外，測定來自邁射無線電發射的頻率偏移讓天文學家也能決定這些恆星形成地區的全 3D 運行。利用這些資訊，Reid 報告，"絕大部份的恆星形成地區在環繞銀河系運行時並不遵循圓形的路徑；相反的，我們發現它們比其他地區移動的更緩慢，而且是以橢圓形的，而非圓形的軌道運行。"

研究者將此歸因於他們所謂的螺旋密度波震盪（spiral density wave shocks），那能使氣體以圓形軌道運行，壓縮它以形成恆星，並導致它形成一種新的、橢圓形的軌道。他們解釋，這協助加強這種螺旋形的結構。

Reid 等人也發現其他驚奇。測量單一旋臂中多個地區的距離，讓他們能夠計算旋臂的角度。"這些測量，" Reid 說，"指出我們的銀河系或有 4 條，而非 2 條氣體與塵埃的螺旋臂，那能夠形成恆星。" 最近由 NASA 的Spitzer 太空望遠鏡所完成的調查指出，較老的恆星大部分居於二條螺旋臂中，興起「為何老恆星沒有出現在所有旋臂中」這一個問題。為了回答這個問題，天文學家表示，將需要更多測量以及更深入理解銀河系如何運作。

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