關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮訂閱我們屢獲殊榮的新聞報道，以支援我們。 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保關於發現和塑造我們當今世界思想的有影響力的故事的未來。
多年來，人們可以獲得仙女座的極其細緻、視覺上引人注目的照片，仙女座是一個距離地球 250 萬光年的螺旋星系。但是，要獲得我們自己銀河系的完整全景圖要困難得多。我們身處銀河系的中心，無法從外部看到它。對於試圖詳細繪製銀河系結構的天文學家來說，這項工作有點像試圖在沒有鏡子的情況下弄清楚自己的臉是什麼樣子。
這意味著在我們自己的宇宙後院仍然有可能有新的發現，一項新的研究表明了這一點，該研究確定了銀河系中先前未見的螺旋臂。這個新發現的結構距離地球約 70,000 光年，可能是主要且先前已知的螺旋臂的延伸部分，其中一部分在更靠近地球的地方可見。哈佛-史密森天體物理學中心的托馬斯·達姆和帕特里克·薩迪厄斯在一篇即將發表在《天體物理學雜誌快報》上的研究中宣佈了這一發現。
天文學家可以使用在微波或無線電波段工作的望遠鏡碟形天線來繪製遙遠的星系結構，這些天線可以識別特定原子或分子的光譜特徵。達姆和薩迪厄斯透過追蹤眾所周知的盾牌-半人馬臂到它應該延伸到銀河系遠端的位置，發現了新的附屬物。在對銀河系氫原子微波輻射進行掃描的望遠鏡觀測中，出現了一些誘人的東西。但是由於銀河系中有如此多的氫，因此很難識別出離散的結構，而且虛報結果比比皆是。“你可以用氫氣在牆紙上找到各種各樣的圖案，”達姆說。
因此，他和薩迪厄斯開始尋找一氧化碳，一氧化碳被認為是形成恆星的分子氣體雲的可靠示蹤劑。沿著假定的手臂發現分子云將驗證它是否是銀河系的真實結構，而不僅僅是牆紙上的圖案。事實上，研究人員確實沿著手臂發現了幾片分子云，其中一片分子云他們進行了詳細的繪製。它的直徑約為 300 光年，質量相當於 50,000 個太陽。達姆說，繪製整個手臂將需要數年時間。
該手臂的位置與盾牌-半人馬臂從銀河系中心後面出現的位置相匹配。該區域很難觀測；首先，銀河系中心密集且活動頻繁。幾乎不可能看到盾牌-半人馬臂後面連線手臂內部部分和新發現的外部部分的中間跨度。“我們顯然發現它比以往任何人都追蹤到的都要遠得多，”達姆說。“如果我們的推斷是正確的，這意味著盾牌-半人馬臂幾乎環繞整個銀河系。”
盾牌-半人馬臂繼續向外延伸到新發現的結構所在的位置是合理的；事實上，盾牌-半人馬臂的這種延伸將保持銀河系的一般對稱性。英仙座臂，是盾牌-半人馬臂的一種映象，它的弧線經過太陽附近，以現在看來盾牌-半人馬臂在銀河系另一側所做的方式環繞銀河系。
因此，這樣的結構存在並非完全出乎意料；一些藝術家的渲染圖顯示，盾牌-半人馬臂以新的觀測結果暗示的方式環繞銀河系。但是眼見為實，新的手臂以前沒有被令人信服地發現。“我會說它幾乎沒有被注意到，”達姆說。“有幾個人在它上面畫了一條線，甚至沒有提到它。”
新發現的螺旋臂容易被忽略的部分原因是它並沒有整齊地位於銀河系的平面上。“它正在沿著銀河系的扭曲方向前進，”達姆說。“銀河系有點像——粗略地說——像一頂闊邊帽。”這種扭曲在螺旋星系的外部邊緣並不少見。“當恆星密度變低時，就沒什麼東西可以把它固定在原位了，”他說，矮星系或其他擾亂因素的牽引力會使星盤變形。新結構位於銀河系的邊緣，恆星變得稀少，但那裡可能仍然有一些恆星來補充天文學家探測到的氣體。“當然，那裡存在分子云是很有趣的，”達姆說。“很難阻止分子云形成恆星。”