天文學家在銀河系的一個旋臂中發現斷裂

這個新發現將使我們對銀河系大尺度的結構有更深入的了解。科學家發現一群年輕的恆星和正在形成恆星的氣體雲正從銀河系的一個旋臂中伸出並延綿約三千光年，就像從木板上戳出的一根刺般，這是第一個發現與旋臂方向有差異的結構。

天文學家對於銀河系旋臂的大小和結構有初步的了解，但由於我們身處於其中，因此無法看到銀河系的完整結構，對旋臂的大部分理解來自對其它星系的觀察。為了了解更多的資料，天文學家使用美國太空總署史匹哲太空望遠鏡和歐洲太空總署的蓋亞任務，繪製人馬座旋臂上部分恆星形成區域的立體位置和速度圖。綜合這些數據顯示，與人馬座臂相關的三千光年細長結構是由年輕恆星組成，這些恆星以幾乎相同的速度和相同的方向在太空中運動。我們看到這個區域有相當多的複雜性，這是以前不明顯的。

研究團隊表示旋臂的一個關鍵特性是它們圍繞星系的纏繞程度，這個特性可通過旋臂的俯仰角來衡量。大多數銀河系模型顯示，人馬座臂的螺旋其俯仰角約12度，但我們這次發現的結構以近60度的角度突出。類似的結構有時稱為分支或羽毛，通常會從其它螺旋星系臂上發現。幾十年來，科學家一直想知道我們的銀河系旋臂是否也有這些結構，或者是相對平滑。

新發現的結構包含四個有名的星雲，M8礁湖星雲、M16老鷹星雲、M17奧米加星雲和M20三裂星雲。1950年代，天文學家對這些星雲中的恆星進行粗略的距離測量，推斷出人馬座旋臂的存在，為銀河系的螺旋結構提供初步的證據，但至今尚未完全理解是什麼原因導致像我們這樣的星系形成旋臂。儘管我們無法看到銀河系的完整結構，但透過測量恆星的運動將有助於我們了解這個現象，這些新發現結構中的恆星，可能在同一個時間、同一片區域形成，並且受到銀河系內作用力的獨特影響，包括由星系旋轉時產生的重力和剪力。這個結構是銀河系的一小部分，但它卻為整個銀河系提供了重要訊息。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年7月21日出版的《天文學和天體物理學》期刊 標題是：A high pitch angle structure in the Sagittarius Arm