银河系的的波浪:浪呀嘛浪打浪
斯隆数字巡天所用的望远镜,这项研究分析的观测数据就来自于斯隆数字巡天
我们利用恒星本身的真实亮度来测量它们的距离,因为距离越远,同等亮度的恒星看起来就会越暗(当然还要考虑恒星和我们之间尘埃的消光作用)。通过测量一颗颗恒星的距离并统计它们在银河系内所处的位置,我们发现至少在银经110°到230°、银纬-30°到30°之间,银盘中的恒星密度存在不对称性。
我们发现,这一区域有4个独立子结构,恒星密度超过传统预期。 之前就被人发现的麒麟座星环和三角座-仙女座星流各占其一,另外两个子结构则位于麒麟座星环和我们的太阳之间。离太阳最近的子结构,距离银心大约3万光年,银盘以北的恒星密度超出预期;另一个子结构距离银心大约4-4.5万光年,银盘以南的恒星密度超出预期。
我们分别把它们命名为北近结构(north near structure)和南中结构(south middle structure) 。由银心向外,它们与麒麟座星环和三角座-仙女座星流,构成了某种等间距排列,彼此间距大约6000光年。
不仅如此,这些恒星密度超出的子结构还交替出现在银盘的南北两侧,在银盘中构成了波浪状的结构。
最初我们猜测,这两个子结构可能是银河系吞并附近矮星系而留下的遗迹,但我们分析了这两处恒星的金属丰度和视向速度分布,发现这些恒星的金属丰度与银盘中普通恒星的金属丰度非常接近,与矮星系中恒星的金属丰度分布并不相似。对视向速度的测量也显示,那些恒星并非源自于矮星系。
这项研究还提出了一些很有意思却没有得到很好解释的问题。从我们地球上看过去,北近结构与银河系旋臂中的英仙臂(Perseus Arm)位置相近,南中结构则与外缘旋臂(Outer Arm)位置相近。然而,两者出现的方向刚好相反,比如北近结构出现在银盘以北,英仙臂却位置偏南。
另外,子结构距离银盘的高度也要比旋臂的银盘高度大很多。其中的原因是什么,是子结构触发了旋臂的形成还是反过来,仍然有待研究。