直徑將近 20 萬光年的銀河系盤面竟然不是平的，而是像薯片一樣被扭曲了。究竟是什么樣的力量能讓一個星系變成如此模樣呢？
上回說到，從赫歇爾的“數星星”方式首次繪制銀河系形狀圖，到后來通過星際間中性氫的 21 厘米線繪制的螺旋狀星系圖，我們對銀河系整體形狀的認識已經取得了很大的進步。
但即便如此，如今我們對銀河系的了解仍然十分有限。雖然形狀知道個大概，但在細節方面經常有出人意料的發現。比如說盤狀的螺旋外形后來發現并不是想象的那樣平整，它的邊緣似乎被什么東西扭曲了，呈現出翹曲結構。
其實關于銀河系的翹曲結構，上世紀 50 年代人們就通過射電觀測發現了。后來大量觀測證據表明，不止是我們銀河系，宇宙中的盤狀星系大約有 1/3 的外盤邊緣都會或多或少地向上或向下卷起。
可是因為塵埃遮擋等原因，對于遙遠的銀河系外盤，就連較為精確的測距都顯得十分困難。所以雖然銀河系翹曲結構的推測早就有了，但是這事一直沒有直接證據。
2019 年，由中國科學院國家天文臺聯合多個國際合作團隊首次為銀河系的翹曲結構下了定論。相關結果發表在了 2019 年 2 月份的《自然?天文學》雜志上。
在銀河系內的遠距離測距方面，造父變星一直是天文學家的常用手段。
造父變星是一種特殊的光度成周期性變化的恒星。對這種恒星來說，它的光變周期越長其絕對光度也就是絕對星等也越高，兩者之間存在一種固定關系。而絕對光度會隨著距離的增加而減小，所以我們根據實際看到的視星等就能推算出這顆恒星的距離。相較于銀河系外的超新星測距，造父變星在銀河系內的測距方面非常好用且精準。
為了解決銀河系外盤被塵埃遮擋導致測距不精準的問題，研究人員精選出了 1339 個典型的造父變星，通過它們構建出了一個較為精確的星系盤模型。
對于這些散落在星際空間中的一閃一閃的恒星，它們猶如迷霧中的燈塔，為我們勾勒出了銀河系的大致輪廓。
研究人員發現，距離銀河系中心越遠的恒星，它們偏離銀河盤面越是嚴重。比如太陽系所在的位置，這里的恒星基本都在銀盤范圍內，上下頂多差個幾百光年；但在距離銀心更遠的外盤邊緣，那里的恒星則能偏離銀道面達幾千光年。
而且這些恒星偏離的方向也不是統一的，有的向上有的向下。另外，盤面的這種扭曲本身它也不是固定的，而是存在著進動，也就是隨著時間的變化扭曲的方向也會隨之改變。
好端端的漩渦星系，為何會呈現出這種扭曲的姿態？究竟是什么樣的神秘力量竟能扭曲整個星系？
考慮到這種翹曲結構并不是銀河系獨有的，這說明產生它的原因也很常見，而不是某種巧合。
比如研究人員認為，這種現象可能是由于星系內盤巨大的旋轉力導致的。說白了就是星系內部太卷了，以至于外圍都被卷變形了。
除此之外，還有人覺得這可能會和星系外圍的暗物質暈或者是星系間磁場等因素有關。總之對于該現象的產生原因一直眾說紛紜。
2020 年，又一篇關于銀河系翹曲結構的文章發表在了《自然?天文學》。這次研究人員基于歐航局蓋亞任務的二期數據，通過對 1200 萬顆恒星的運動分析，發現銀河系翹曲結構進動的速度比預想的要快得多。如此一來，這就排除了是暗物質暈或者是星際間磁場導致的可能性。這種快速的變化意味著造成星系扭曲的原因應該是種更加強大的力量，比如說另一個星系的碰撞。
蓋亞望遠鏡此前就發現了銀河系與其他星系曾經碰撞過的證據，而這次研究人員認為，導致銀河系出現翹曲的可能正是銀河系的一個衛星星系 —— 人馬座矮星系。
人馬座矮星系也叫人馬座矮橢球星系，這是一個直徑大約一萬光年圍繞銀河系近距離以橢圓軌道運行的衛星星系。數十億年來，該星系或許已經環繞銀河系“貼臉飛行”了幾十圈。
在大犬座矮星系被發現前，人馬座矮星系被認為是離銀河系最近的一個星系，目前它距離銀河系中心大約只有 5 萬光年。要知道，銀河系的半徑也就不過幾萬光年。因此，人馬座矮星系目前除了核心外，其余大部分結構都已經被銀河系的潮汐力破壞得差不多了，可以說已經開始融入到銀河系中。
而銀河系邊緣的翹曲結構，或許就是人馬座矮星系和銀河系的碰撞導致的。人馬座矮星系就像是扔入水中的一顆石子，而銀河盤面的翹曲則是水面蕩起的漣漪。
研究人員推測，人馬座矮星系與銀河系的碰撞可能發生在距今 62 億~42 億年間，而這個時間恰好和太陽的誕生差不多時間。那也就是說，有沒有一種可能:正是由于人馬座矮星系和銀河系的這次碰撞才有了今天的太陽系？也才有了地球和如今的人類文明？
當然，目前這些都只是偏腦洞的猜想，并沒有相關證據。對于這種幾十億年前的星系碰撞和星系盤的演化研究可以被稱為“星系地震學”，屬于銀河系考古范疇。
就像人們可以通過地震了解地球的內部歷史，通過日震能更加了解太陽，星震可以了解銀河系的其他恒星…… 如今我們已經進入“星系地震學”時代，通過研究銀河盤面的振蕩和演化，我們可以更加詳細地了解銀河系的前世今生。
參考資料
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