盖亚（卫星）发现银河系的巨大波动

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/10/Gaia_discovers_our_galaxy_s_great_wave_edge-on_card_medium.png我们所处的银河系并非静止不动，它既在旋转又存在摆动。如今，欧洲航天局盖亚空间望远镜的数据显示，银河系还存在一个从其中心向外扩散的巨大波动。
大约一百年来，我们已知银河系的恒星围绕中心旋转，盖亚望远镜测量了它们的速度和运动轨迹。自20世纪50年代起，我们就知晓银河系的盘面是扭曲的。2020年，盖亚发现该盘面会随时间摆动，类似旋转陀螺的运动。现在很明确，一个巨大的波动在距离太阳数万光年的范围内，影响着银河系中恒星的运动。就像往池塘里扔一块石头激起向外扩散的涟漪，这个由恒星构成的星系波跨越了银河系外盘的很大一部分。
上图展示了这一意想不到的星系波动。图中数千颗明亮恒星的位置用红色和蓝色表示，并叠加在盖亚绘制的银河系地图上。左图是从 “上方” 观察银河系，右图是银河系的垂直切片，从侧面观察波动。从这个视角可以看出，银河系 “左侧” 向上弯曲，“右侧” 向下弯曲（这就是盘面的扭曲）。新发现的波动用红色和蓝色标记：红色区域的恒星位于银河系扭曲盘面之上，蓝色区域的恒星位于之下。
即便没有航天器能够飞出银河系，盖亚在三个空间方向（3D）以及三个速度方向（朝向、远离我们以及横跨天空）上独特的精确观测能力，让科学家得以绘制出这些俯瞰图和侧视图。从这些图中我们能看到，该波动延伸至银河系盘面的很大一部分，影响着距离银河系中心至少3万至6.5万光年的恒星（相比之下，银河系直径约10万光年）。
“更引人注目的是，多亏了盖亚，我们还能够测量银河系盘面内恒星的运动。” 意大利国家天体物理研究所（INAF）的天文学家埃洛伊萨·波焦说道，她领导的科学家团队发现了这一波动。
“有趣的不仅是该波动结构在三维空间中的视觉呈现，还有当我们分析其中恒星运动时，它所表现出的波动行为。”
恒星的运动在上图银河系侧视图中由白色箭头表示。可以注意到，垂直运动的波动模式（由箭头表示）相对于恒星垂直位置形成的波动模式（由红 / 蓝颜色表示）在水平方向上略有偏移。
“这种观测到的行为与我们对波动的预期相符。” 埃洛伊萨解释道。想象一下体育场中人群制造的 “人浪”。鉴于银河系的时间尺度比我们的长得多，想象一下这个体育场人浪在某一时刻静止，就如同我们观测银河系一样。有些人会直立站着，有些人刚坐下（人浪经过后），还有些人正准备站起来（人浪接近时）。
在这个类比中，直立站着的人对应我们正视图和侧视图中红色区域。如果考虑运动，垂直运动最大（由向上的最大白色箭头表示）的个体，就是在人浪到来之前刚刚开始站起来的那些人。
埃洛伊萨和她的同事通过研究年轻巨星和造父变星的详细位置和运动，追踪到了这一惊人的运动。这些恒星的亮度会以可预测的方式变化，像盖亚这样的望远镜在远距离就能观测到。
由于年轻巨星和造父变星随波运动，科学家认为盘面中的气体可能也参与了这一大规模的波动。有可能年轻恒星保留了来自它们诞生时气体的波动信息。
科学家尚不清楚这些星系波动的起源。过去与矮星系的碰撞可能是一种解释，但他们还需要进一步研究。这个巨大的波动也可能与距离太阳500光年、延伸9000光年的小规模波动，即所谓的拉德克利夫波有关。
“然而，拉德克利夫波是一个小得多的丝状结构，与我们研究的波动相比，它位于银河系盘面的不同部分（比这个巨大的波更靠近太阳）。这两个波可能有关，也可能无关。这就是我们想要做更多研究的原因。” 埃洛伊萨补充道。
“盖亚即将发布的第四次数据，将包含银河系恒星，包括造父变星等变星，更精确的位置和运动信息。这将帮助科学家绘制出更好的地图，从而加深我们对银河系这些特征的理解。” 欧洲航天局盖亚项目科学家约翰内斯·萨尔曼说道。