銀河系的11個迷人事實：出現神秘空泡充滿有毒油脂

北京時間10月18日消息，據國外媒體報道，你對自己居住的城市了解多少？你肯定有最喜歡的餐廳，也知道怎么在交通高峰期避開擁堵，但你很難對城市的每處角落都了如指掌。在認識我們所處的銀河系時也是如此。

　　我們的銀河系家園令人驚嘆，遍布著恒星、超新星、星云，以及暗能量和暗物質，也充滿了未解的謎題。對于那些想要更多了解我們所處宇宙的人，以下便是關于銀河系的11個迷人事實。

　　有一些小型星系圍繞著銀河系運轉，有時甚至與銀河系碰撞

　　據歐洲南方天文臺介紹，當16世紀的葡萄牙探險家麥哲倫向南半球遠航的時候，他和他的船員們成為第一批記錄了夜空中有環狀恒星群的歐洲人。這些恒星群其實環繞著銀河系的小星系，正如圍繞恒星運轉的行星，它們被命名為大麥哲倫星系和小麥哲倫星系。許多類似的矮星系也環繞著銀河系，它們有時會被巨大的銀河系吞噬。今年早些時候，天文學家利用歐洲空間局蓋亞任務空間望遠鏡的新數據，揭示了銀河系中數以百萬計的恒星都在同樣狹窄、“像針一樣”的軌道上運行，表明它們都源自一個早期的矮星系——昵稱為“蓋亞香腸”（Gaia Sausage）。

　　我們不確定銀河系到底有多少顆恒星

　　計算恒星數量是一件乏味的事情，甚至天文學家都還在爭論用什么方法最好。我們的望遠鏡只能看到銀河系中最明亮的那些恒星，更多的恒星隱藏在氣體和塵埃之后。估算銀河系恒星數量的方法之一，是觀察恒星在銀河系內部環繞運行時的速度，這可以揭示其所受到的引力，從而估算出星系的質量。將星系總質量除以恒星的平均質量，你就能得到大概的恒星數量。然而，正如美國伊薩卡學院的天文學家大衛·科恩雷奇（David Kornreich）所說，這些數字僅僅是估算值。恒星體積可以有很大差別，而目前在估算銀河系恒星數量時還需要用到很多假設。歐洲空間局的蓋亞任務空間望遠鏡已經繪制出了銀河系中約10億顆恒星的位置，但科學家認為這只占銀河系恒星總數量的1%，也就是說，銀河系中可能含有大約1000億顆恒星。

　　沒有人知道銀河系到底有多重

　　天文學家仍然無法確定銀河系究竟有多重，估計值在7000億到2萬億倍太陽質量之間。進行更精確的估算并不容易。銀河系的大部分質量——或許達到85%——是以暗物質的形式存在，不會發光，因此也無法直接觀測。埃克塔·帕特爾（Ekta Patel）是美國亞利桑那大學的天文學家，她近期的研究關注了銀河系的巨大質量對環繞其運行的小型星系的引力大小，并由此重新估算了銀河系的質量——太陽質量的9600億倍。

　　銀河系可能位于宇宙中一個非常空曠的廣闊區域

　　好幾項研究指出，銀河系及其鄰近星系可能存在于宇宙邊緣的一片“曠野”中。從遠處看，宇宙的大范圍結構看起來像一個巨大的“宇宙網”，弦狀的纖維連接著密集的區域，中間是巨大的空洞。這些空洞基本上“空無一物”，而我們的銀河系似乎就位于一個名為“KBC空洞”的空洞中。這個空洞以3位發現者——瑞恩·基南（Ryan Keenan）、艾米·巴杰（Amy Barger）和倫諾克斯·考伊（Lennox Cowie）——的名字命名，他們在2013年的《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal）發表了一篇論文，描述了這一空洞。就在2017年，另一個研究團隊對宇宙網中星系的移動進行了分析，再一次證實了我們漂浮在一個巨大且空曠的區域中。

　　天文學家正嘗試拍攝銀河系中心的超大質量黑洞

　　在銀河系中心潛伏著一個饑餓的龐然大物，一個巨大的黑洞，質量達到太陽的400萬倍。科學家知道這個黑洞的存在，是因為他們追蹤了銀河系中心的恒星運行軌跡，看到它們似乎圍繞著一個看不見的超大質量物體運轉。然而近幾年來，天文學家一直在結合多臺射電望遠鏡的觀測結果，試圖一窺這個黑洞周圍的環境——充滿了不停旋轉的氣體和塵埃。這項計劃被稱為“事件視界望遠鏡”（Event Horizon Telescope），旨在利用世界各地的射電望遠鏡協調合作進行觀測，獲取銀河系中心超大質量黑洞的初步圖像。

　　銀河系的英文名稱“Milky Way”有著悠久的歷史

　　在電燈普及之前，地球上每個人都可以清晰地看到銀河系壯麗的景觀。在希臘神話中，宙斯的正妻赫拉在給赫拉克勒斯喂奶時，由于后者用力過猛咬疼了赫拉，赫拉一下將乳頭從他嘴里拔出來，乳汁四處飛濺，匯成了銀河。

　　銀河系中充滿了有毒的油脂

　　在銀河系恒星之間的廣闊空間里，存在著大量的有毒油脂。這些油性有機分子被稱為脂肪族碳化合物，是由特定類型的恒星產生的，之后泄漏到星際空間。近期一項研究發現，這些類似油脂的物質可能占銀河系星際碳總量的四分之一到二分之一，比以往預計的高出5倍。研究人員稱，盡管這些發現很奇怪，但結果其實是樂觀的。碳是生物必不可少的組成部分，因此在銀河系中發現了如此多的碳，意味著其他恒星系統中也可能存在生命。

　　銀河系將在40億年內與鄰近星系碰撞

　　令人傷感的是，我們所處的銀河系不會永遠存在。天文學家發現，銀河系正在以每小時40萬千米的速度沖向鄰近的仙女座星系。大多數研究指出，在大約40億年后，更加龐大的仙女座星系將吞噬銀河系并繼續存在下去。不過，在近期的一項研究中，天文學家對仙女座星系的質量進行了重新估計，發現它大約相當于8000個太陽，換句話說，它與銀河系的質量大致相當。這意味著，未來兩個星系碰撞的結果如何還很難說。

　　來自鄰近星系的恒星正沖向銀河系

　　星系之間也會交換恒星嗎？研究人員最近正在尋找超高速恒星，這些恒星在與銀河系中心的超大質量黑洞相互作用后，以極高的速度被拋出。令研究人員更驚訝的是，他們發現的大部分超高速恒星其實正在向銀河系飛來，而不是從銀河系飛出。荷蘭萊頓大學的天文學家Tommaso Marchetti說：“這些恒星可能來自另一個星系，直接朝銀河系飛過來。”該研究發表在9月20日的《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。研究作者提出，這些奇怪的恒星可能來自大麥哲倫星系或其他更遠的星系，并且可能只是一大波類似恒星中的一小部分。

　　銀河系中出現了神秘的空泡

　　想象一下，在你看過無數遍的客廳中，有一只此前從未被注意到的大象。這差不多就是科學家2010年在銀河系上方和下方發現巨大結構時的心情。這些結構延伸了約25000光年。在望遠鏡取得發現之后，科學家將這些結構命名為“費米泡”（Fermi bubble）。從那時起，這些發射伽馬射線的天體一直令天文學家感到困惑不已。2017年，一個團隊收集的證據表明，這些費米泡是600萬到900萬年前一次高能量的事件留下來的，當時銀河系中心的超大質量黑洞吞噬了一大團氣體和塵埃，然后“吐”出了這些巨大的、發射伽馬射線的氣體團。

　　銀河系受到來自宇宙另一側的奇特能量脈沖轟擊

　　在過去十年中，天文學家一直在探測來自遙遠宇宙的奇異脈沖。這些神秘的信號被稱為“快速射電暴”（fast radio bursts，簡稱FRBs），目前還沒有得到大多數科學家認可的解釋。盡管研究人員在十多年前就了解到快速射電暴的存在，但直到最近，才捕獲了30個左右的信號記錄。在近期的一項研究中，澳大利亞科學家成功發現了超過20個快速射電暴，幾乎是已知數量的兩倍。盡管還不知道這些脈沖信號的來源，但研究團隊通過對信號痕跡的分析，確定它們穿過了數十億光年的氣體和塵埃。