中国科学院紫金山天文台“银河画卷”研究团队在银河系分子气体外盘中首次发现广泛分布的波纹状褶皱结构。这一结构叠加在已知的大尺度银河系翘曲之上，为理解银河系三维结构及其动力学演化提供了新的关键观测证据。相关研究成果以“Widespread corrugations superimposed on the Galactic warp in the outer CO disk”为题，于8月7日发表在国际期刊《自然·天文学》上。
夜空中的银河看似一张扁平、光滑的旋转圆盘，但实际上，这张“圆盘”并没有看上去那么简单。科学家把银河系的这种大尺度形变称为“翘曲结构”，并建立起基本模型。但相较于整体宏观结构，星系盘中更细尺度的垂直起伏结构（如褶皱）却长期缺乏系统性的观测与定量研究。
图片来源：中国科学院紫金山天文台
此次研究基于我国13.7米毫米波望远镜观测收集的“银河画卷”CO分子巡天数据，共证认3万多个分子云样本。研究团队首先定量构建了银河系CO外盘的翘曲模型。拟合扣除大尺度翘曲背景后，发现背景结构中呈现清晰的波纹状垂直起伏，这些起伏被称为褶皱。结果显示，这些褶皱结构在银河系分子外盘中广泛存在。
CO残余垂直结构分布图（已扣除银河系翘曲模型）。图中清晰显示银河系外盘广泛存在连续波纹状褶皱结构。
图片来源：中国科学院紫金山天文台
研究团队同步对褶皱结构进行了定量刻画，初步得到核心参数：径向波长约为3.9至7.9千秒差距，垂直振幅约为100至200秒差距；在距离银心约12.7千秒差距处，存在一段延展约40千秒差距的方位角褶皱结构；在部分旋臂区域，垂直偏移可达约200 秒差距。
“褶皱表现为大片盘面整体向上或向下偏离，它们可能来自外部引力扰动激发的‘弯曲波’。”中国科学院紫金山天文台副研究员孙燕介绍，“这很有可能是矮星系等卫星星系从银河系附近飞掠时，其引力对银河系产生了扰动，于是在银河系外盘中激起缓慢传播的‘涟漪’。”
这是科学家首次从整体尺度揭示银河系外盘冷分子气体的精细结构特征。该研究刷新了人类对银河系三维结构的传统认知，对理解银河系旋臂结构、盘面动力学演化及外部扰动历史具有重要意义。
综合来源：中国科学院紫金山天文台、科技日报、中国科学报等
