中国科学院紫金山天文台“银河画卷”研究团队在银河系研究领域取得重要突破,首次在银河系分子气体外盘发现广泛分布的波纹状褶皱结构。这一发现为深入探究银河系分子气体外盘的三维结构以及盘面动力学演化提供了关键观测依据,相关研究成果已在线发表于国际学术期刊《自然 - 天文学》。
银河系是一个典型的棒旋星系,由恒星、气体、尘埃等多种物质组成。数十年来,科学家们已经广泛确认了银河系外盘存在大尺度的翘曲结构。不过,对于银河系盘面上更细尺度的垂直起伏特征,也就是褶皱这类结构,由于长期缺乏系统性观测与定量研究,一直未能有清晰的认识。
一氧化碳是研究分子气体结构常用的示踪物,通过望远镜观测其位置,能够描绘出银河系分子气体外盘的结构轮廓。但以往巡天观测在灵敏度和空间覆盖范围上存在局限,导致银河系分子气体外盘的三维结构仍存在诸多不确定性。
此次研究依托我国13.7米口径毫米波射电望远镜的巡天数据,研究团队确认了超过3万个一氧化碳分子云样本。他们先定量构建了分子气体外盘的翘曲模型,在剔除大尺度翘曲背景后,清晰地看到了波纹状的垂直起伏,这些起伏被定义为褶皱结构。
研究团队对褶皱结构进行了定量刻画,结果表明银河系分子气体外盘并非过去认为的平滑弯曲结构,而是一个具有多尺度起伏特征的复杂系统。分析认为,这些大尺度的垂直起伏很可能源于外部引力扰动激发的“弯曲波”。这意味着在银河系分子气体外盘的演化历程中,可能经历过更为丰富的内外相互作用,从而留下了这些结构痕迹。
该研究进一步表明,银河系分子气体外盘并非传统认知中单纯的“翘曲盘”,而是由翘曲结构与多尺度垂直褶皱共同构成的复杂体系。这一新发现改变了人们对银河系分子气体外盘三维结构的原有认知,对于理解银河系旋臂结构、盘面动力学演化以及外部扰动历史都具有重要意义。











