眾所周知，銀河系是一個旋渦星系，是一個延伸的、多臂的圓盤中的恆星漩渦。但星系的結構遠非二維。在那些熟悉的旋臂之上和之下，有一個鮮為人知的特徵，即圍繞圓盤的球形恆星群，構成了暈。
幾十年來，暈的存在促使天文學家提出關於其本質的重大問題：它的結構如何？暈中的恆星與太陽等圓盤恆星或暈中其他地方的恆星相比如何？以及暈是如何形成的？近年來，一群天文學家透過利用對天空進行的大型望遠鏡巡天，提出了其中一些重大問題的答案。
他們得出的結論是，暈至少由兩個不同的恆星群組成，它們具有不同的化學成分和不同的軌道。一組恆星，被稱為內暈，通常在更靠近銀河系中心的地方執行，其成員往往比更遠的恆星含有更多的鐵等重元素。（相對於銀河系圓盤中的恆星，暈中的恆星總體上重元素含量較低。）外暈的恆星在銀河系中心周圍的軌道稍寬一些，重元素含量較低，並且——與內暈不同——傾向於沿著逆行軌道執行，其環繞銀河系的方向與銀河系圓盤的旋轉方向相反。
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“我們認為它不僅僅是一個暈，”國家光學天文臺和密歇根州立大學的天文學家蒂莫西·比爾斯說，他是最近發表在《天體物理學雜誌》上的一項研究的主要作者。比爾斯、澳大利亞麥考瑞大學的丹妮拉·卡羅洛和他們的同事們基於斯隆數字巡天的資料進行了分析，這是一項在位於新墨西哥州阿帕奇波因特天文臺進行的長期望遠鏡觀測活動。“我們主張我們看到的是至少一個雙重暈，”他說。
隨著銀河系透過吸積較小的星系而建立起來，內暈和外暈將代表銀河系形成的兩個不同時期。“我們實際上認為，形成場景可以用多階段組裝來描述，”比爾斯說。內暈將代表相對較大的矮星系的殘餘，這些星系在早期合併。較輕的星系會在後期以非常緩慢的聚集方式連線在一起，形成外暈。
內暈和外暈並非清晰地劃分，但這兩個星系群的運動方式差異可能有助於天文學家找到主要含有氫和氦的極其原始的恆星。這些是宇宙早期第一代恆星的原材料；隨後的幾代恆星含有在恆星核和超新星中融合，然後釋放到星際空間的較重元素。“瞭解你有這種二分法有助於引導我們找到這些有趣的低金屬丰度恆星，”比爾斯說。外暈恆星可以透過其在天空中的獨特運動進行識別，以便進行詳細研究。“這些恆星講述了宇宙如何構建其元素的故事，”比爾斯說。
但並非所有人都認為事實支援雙重暈的解釋。“我對單暈、雙暈、多暈持非常寬鬆的看法，”俄亥俄州立大學的美國宇航局哈勃研究員天體物理學家拉爾夫·舍恩裡希說。“我不介意任何關於雙重暈的想法。只是我沒有看到任何證據。”
舍恩裡希和他的同事發表了一篇 2011 年的論文，《關於銀河暈的所謂雙重性》。在天體物理學中，研究論文的草稿通常在同行評審期刊發表前幾個月就出現在網上，比爾斯小組和舍恩裡希小組之間的來回辯論呈現出令人眼花繚亂、看似時間扭曲的過程，其中一篇論文反駁了另一篇尚未發表的論文。
首先，比爾斯、卡羅洛和他們的同事在 2007 年和 2010 年發表了兩項研究，論證了暈的雙重性質。然後，在 2010 年晚些時候，舍恩裡希和他的合著者在 arXiv.org 上釋出了他們的反駁，這是一個天文學家和物理學家廣泛使用的預印本伺服器。比爾斯和他的小組在 2011 年在 arXiv 上回應了最終發表在《天體物理學雜誌》上的分析。但是當這項研究發表時，舍恩裡希的團隊已經出版了他們更新的反駁，發表在《英國皇家天文學會月刊》上，其中包括對之前未發表的比爾斯小組對反駁草稿的回應的回覆。比爾斯論文的最終出版版本反過來在附錄中針對舍恩裡希論文的最終出版版本。
舍恩裡希批評的細節，以及比爾斯對該批評的批評（等等），迅速轉向技術性和神秘性。但爭論的核心問題之一是，擬議的外暈中恆星的距離是否被嚴重高估了。特別是，“轉向點恆星”，它們已經耗盡了核燃料並離開了所謂的恆星演化的主序星，很難從遠處診斷。“如果你說它是次巨星，而實際上它是矮星，那麼你就犯了一個巨大的錯誤，”舍恩裡希說，並補充說，轉向點恆星的距離估計可能相差多達 50%。
由於來自太陽（它本身正在星系中飛馳）的距離存在缺陷，恆星可能會被錯誤地識別為以逆行方式移動。舍恩裡希將此比作從汽車上看樹：路邊的樹木以模糊的速度掠過，而幾百米外的樹木幾乎靜止不動。因此，如果移動車輛中的乘客看到樹木快速飛過窗戶，並錯誤地認為這些樹木很遠，那麼他或她必須得出結論，這些樹木本身正在向後移動。“重點是，當我們只使用它們的恆星時，我們可以看到它們的一些特徵，”他說。“但是當我們去掉那些被距離估計汙染的轉向點恆星時，它們就消失了。”
就他們而言，比爾斯和他的同事認為，舍恩裡希的小組在他們的批評中使用了有缺陷的距離尺度。（舍恩裡希反駁說，他和他的合作者使用了多種距離測量方法，因此他們的分析不依賴於任何一種估計距離的方法。）比爾斯指出，最近的理論天體物理學研究表明，雙重暈的解釋與目前星系如何形成的圖景自然吻合。“如果我們沒有發現這種內-外暈結構，”他說，“那麼擺在我們面前的問題將是，‘為什麼不呢？’”
關於斯隆數字巡天的資料顯示什麼，仍然存在爭議，但關於銀河系暈如何構成的更大問題可能很快就會得到解決。歐洲航天局計劃在 2013 年發射一艘名為蓋亞的宇宙飛船，以極其精確地跟蹤大約 10 億顆恆星的運動。一旦蓋亞返回其資料，比爾斯說，暈的結構“將絕對顯而易見——它將是清晰的。”即將進行的地面望遠鏡觀測活動，例如將在智利使用大型綜合巡天望遠鏡進行的觀測活動，將產生大量關於附近和遙遠天體的觀測資料。“有了斯隆的資料，我們才剛剛看到它，”他說。“有了接下來的大型觀測，這將是板上釘釘的事。”