天文學(xué)家在銀河系遠(yuǎn)端發(fā)現(xiàn)5顆造父變星。圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局

　　哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片能捕捉到大量的遙遠(yuǎn)星系，但有一個(gè)星系，人們卻從未從外部看到過(guò)，那就是銀河系。因此，沒(méi)有人知道銀河系的精確大小和形狀。在首個(gè)螺旋星系被發(fā)現(xiàn)100多年后，天文學(xué)家才終于確認(rèn)人類(lèi)居住的星系也是螺旋形的，又經(jīng)過(guò)更漫長(zhǎng)時(shí)間，他們才推斷出人類(lèi)生活在棒旋星云中。棒旋星云明亮的核心區(qū)是細(xì)長(zhǎng)型的。

　　現(xiàn)在，觀察者首次在銀河系遠(yuǎn)端發(fā)現(xiàn)了5顆恒星，這是一個(gè)壯舉，因?yàn)檫@將有助于解釋銀河系未知領(lǐng)域的秘密?！斑@是經(jīng)典天文學(xué)迷人的一部分?！蔽磪⑴c該研究的美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)家Leo Blitz說(shuō)。

　　來(lái)自南非和日本的研究人員在銀河系磁盤(pán)對(duì)面發(fā)現(xiàn)了5顆被稱(chēng)為造父變星的閃亮恒星，它們距離地球7.2萬(wàn)~9.9萬(wàn)光年。所有5顆恒星均位于銀河系中心后方，銀河系中心位于射手座范圍內(nèi)，距離地球約2.7萬(wàn)光年。

　　造父變星是一類(lèi)高光度周期性脈動(dòng)變星，也就是其亮度隨時(shí)間呈周期性變化，由于根據(jù)造父變星周光關(guān)系可以確定星團(tuán)、星系的距離，因此造父變星被譽(yù)為“量天尺”。正因?yàn)榻沂玖艘粋€(gè)重要數(shù)據(jù)：天體距離，造父變星帶來(lái)了許多天文學(xué)突破。其中一顆造父變星是一顆黃色的超巨星，與太陽(yáng)同樣溫暖，但更明亮。這種恒星會(huì)出現(xiàn)周期性脈動(dòng)、擴(kuò)展和收縮，因此它的光會(huì)出現(xiàn)盈虧變化。

　　就像一只大號(hào)共振的低頻和低音要甚于喇叭，明亮的大型造父變星脈動(dòng)時(shí)間比暗淡的小型造父變星也要長(zhǎng)得多。因此，僅通過(guò)測(cè)量造父變星的脈動(dòng)周期就能揭示這顆恒星發(fā)射出的光線。將這種光度和造父變星的亮度進(jìn)行比較，就能知道它與地球的距離——恒星越遠(yuǎn)，看上去就越模糊。

　　這些造父變星的最初位置暗示它們來(lái)自附近的人馬矮星系，銀河系的重力正在分裂這里?！拔覀兎浅ｓ@訝地發(fā)現(xiàn)這些(恒星)沒(méi)有出現(xiàn)相應(yīng)的速度?！蹦戏情_(kāi)普敦大學(xué)天文學(xué)家Michael Feast說(shuō)。

　　使用南非大型望遠(yuǎn)鏡(SALT)的天文學(xué)家在紅外波長(zhǎng)范圍測(cè)量了這些恒星的多普勒頻移——它能穿透銀河系磁盤(pán)的塵埃。來(lái)源于多普勒頻移的速度暗示，所有5顆造父變星均屬于銀河系。天文學(xué)家將研究成果發(fā)表于近日出版的《自然》雜志。

　　這些恒星均位于銀道面上下，并且距離該面較遠(yuǎn)。天球上沿著銀河畫(huà)出的一個(gè)大圓稱(chēng)為銀道，而銀道所在的主平面就是銀道面。恒星、塵埃云及氣體等銀河系成員，絕大部分都對(duì)稱(chēng)地分布在這個(gè)平面的兩側(cè)。

　　另外，造父變星通常都比較年輕——誕生于約1.3億年前，而年輕的恒星通常居住在距銀道面數(shù)百光年的范圍內(nèi)。而這5顆遙遠(yuǎn)的造父變星距離銀道面2900~6800光年，這表明銀河系遠(yuǎn)端的恒星磁盤(pán)在向外擴(kuò)張，就像喇叭的廣角端。

　　該發(fā)現(xiàn)很有意義，因?yàn)橹圃炷贻p恒星的星際氣體在銀河系的邊緣向外擴(kuò)展?！翱吹竭@些年輕星體的存在方式很令人激動(dòng)?！蔽磪⑴c該研究的哈佛大學(xué)史密森天體物理學(xué)研究中心的Thomas Dame說(shuō)。Dame致力于使用來(lái)自分子氣體的無(wú)線電波繪制當(dāng)氣體誕生新恒星時(shí)的旋臂圖像?！拔覀冎赖你y河系螺旋結(jié)構(gòu)信息，有90%來(lái)自我們這一側(cè)。我們對(duì)另一側(cè)的情況知之甚少?！彼f(shuō)。

　　2011年，Dame及其同事Patrick Thaddeus追蹤了盾牌座—半人馬座的一個(gè)大型螺旋臂，它穿過(guò)了銀河系遠(yuǎn)端。研究人員發(fā)現(xiàn)，這條旋臂上升到銀道面以上數(shù)千光年外。但不幸的是，與造父變星不同，這些無(wú)線電觀測(cè)產(chǎn)生的是粗糙的距離結(jié)果，并且Dame表示，他們繪制成的旋臂圖譜可能跟哥倫布時(shí)代使用的導(dǎo)航器一樣有缺陷。

　　他還注意到，其中3顆造父變星有相似的位置，這表明它們位于盾牌座—半人馬座的強(qiáng)大旋臂上;但它們的距離使其超越在圖譜上的位置，因此盾牌座—半人馬座旋臂的位置可能比之前預(yù)期的更遠(yuǎn)。一顆造父變星甚至在恒星磁盤(pán)邊緣外閃爍，這暗示銀河系的遠(yuǎn)端存在另一個(gè)遙遠(yuǎn)的螺旋特征。

　　要解決這些問(wèn)題需要什么?更多的造父變星。Feast哀嘆道，“5顆造父變星少得可憐?！钡赋?，他們的新發(fā)現(xiàn)“提供了大調(diào)查的可能性，尤其是在紅外線范圍內(nèi)，這將出現(xiàn)更多的恒星，以便人們實(shí)際研究銀河系的結(jié)構(gòu)”。在下一個(gè)10年，人們將對(duì)自己居住的星系有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。(來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào))