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直径近20万光年的银河系盘面并不平坦，而是像薯片一样扭曲。 什么样的力量可以让星系变成这样？
上次提到，从赫歇尔的“数星”方法首次绘制银河系形状图，到通过星际中性氢21厘米线绘制的螺旋星系图，我们对银河系整体形状的认识银河系取得了长足的进步。 巨大的进步。
但即便如此，我们今天对银河系的了解仍然非常有限。 虽然大致知道了形状，但在细节中往往会有意想不到的发现。 例如，后来发现圆盘状的螺旋形状并不像想象中那么平坦，它的边缘似乎被什么东西扭曲了，呈现出扭曲的结构。
事实上，银河系的扭曲结构是在 20 世纪 50 年代通过射电观测发现的。 后来大量的观测证据表明，不仅是我们的银河系，宇宙中盘状星系大约1/3的外盘边缘都会或多或少地向上或向下卷起。
然而，由于尘埃遮挡等原因，对于遥远的银河系外盘来说，想要更准确地测量距离是非常困难的。 因此，尽管人们对银河系的扭曲结构有所猜测，但还没有直接的证据证明这一点。
2019年，中国科学院国家天文台联合多个国际合作团队首次对银河系翘曲结构做出结论。 相关成果发表在《自然天文学》2019年2月号上。
造父变星一直是天文学家在银河系内进行长距离测距的常用方法。
造父变星是一种特殊的恒星，其光度周期性变化。 对于这类恒星来说，其光变周期越长，其绝对光度，即绝对星等就越高，两者之间有固定的关系。 绝对光度会随着距离的增加而减小，因此我们可以根据恒星的实际视星等计算出恒星的距离。 与银河系外的超新星距离测量相比，造父变星在银河系内的距离测量中非常有用且准确。
为了解决银河系外盘被尘埃遮挡而导致测距不准确的问题，研究人员选取了1339颗典型造父变星，通过它们构建了更为精确的星系盘模型。
对于这些散落在星际空间的闪烁星星来说，它们就像雾中的灯塔，为我们勾勒出银河系的轮廓。
研究人员发现，距离银河系中心越远的恒星，偏离银河系平面的程度就越大。 比如太阳系所在的地方（距银心约26000光年），这里的恒星基本都在银盘范围内，上下相差最多几百光年; 但在距离银心较远的外盘边缘，那里的恒星却可以偏离银河系平面数千光年。
而且，这些恒星偏离的方向并不统一，有的向上，有的向下。 另外，磁盘本身的扭曲并不是固定的，而是存在进动，即扭曲的方向会随着时间而改变。
为什么完美的螺旋星系会呈现出如此扭曲的姿态？ 到底是什么样的神秘力量能够扭曲整个银河系？
考虑到这种扭曲结构并不是银河系独有的，这表明其原因也是常见的，而不是某种巧合。
例如，研究人员认为，这种现象可能是由星系内盘的巨大旋转力造成的。 说白了，就是星系内部卷曲得厉害，以至于外围都因为卷曲而变形了。
此外，还有人认为这可能与星系周围的暗物质晕或星系际磁场等因素有关。 总之，对于这一现象的原因，历来有不同的看法。
2020年，《自然天文学》发表了另一篇关于银河系扭曲结构的文章。 根据欧洲航天局盖亚任务第二阶段的数据，研究人员分析了1200万颗恒星的运动，发现银河系的扭曲结构进动速度比预期快得多。 这样就排除了暗物质晕或者星际磁场造成的可能性。 这种快速的变化意味着星系的扭曲应该是由更强大的力量造成的，比如另一个星系的碰撞。
盖亚望远镜此前已经发现了银河系与其他星系碰撞的证据，而此次研究人员认为，银河系的翘曲可能是银河系的卫星星系——人马座矮星系。
人马座矮星系又称为人马座矮椭球星系（人马座矮椭球星系），是一个直径约1万光年，近距离以椭圆轨道绕银河系运行的卫星星系。 数十亿年来，该星系可能已经“飞近银河系表面”数十次。
在发现大犬座矮星系之前，人马座矮星系被认为是距离银河系最近的星系。 目前距离银河系中心仅约5万光年。 要知道，银河系的半径只有几万光年。 因此，除了人马座矮星系的核心之外，其他大部分结构几乎都被银河系的潮汐力摧毁了，可以说已经开始融入银河系了。
银河系边缘的扭曲结构可能是由人马座矮星系与银河系的碰撞造成的。 人马座矮星系就像一块扔进水中的石头，银河系盘面的扭曲就是水面上的波纹。
研究人员推测，人马座矮星系与银河系的碰撞可能发生在62亿至42亿年前之间，而这个时间恰好与太阳诞生的时间差不多。 也就是说，有没有一种可能：正是因为人马座矮星系与银河系的碰撞，才有了今天的太阳系？ 那时才有地球和今天的人类文明吗？
当然，目前这些都只是猜测，并没有相关证据。 研究数十亿年前星系碰撞和银盘演化的研究可称为“银河地震学”，属于银河考古学的范畴。
就像人们可以通过地震了解地球的内部历史，太阳通过日震能量了解太阳一样，星震可以了解银河系中的其他恒星……现在我们已经进入了“银河地震学”时代。 通过研究银盘的振荡和演化，我们可以更多地了解银河系的过去和现在。
参考
