銀河系形狀的探索
200多年前，天王星的發現者威廉·赫歇爾首次嘗試通過科學的手段繪製銀河系地圖。憑藉當時有限的觀測技術，他將銀河系的形狀描述為這個樣子——
很顯然，當時低端的觀測設備限制了赫歇爾的發揮。我們今天知道，他繪製的形狀非常離譜，目前科學家普遍相信，銀河系是一個漩渦狀的星系，大概是這樣的——
這只是一個大致的形狀，科學家絕不會僅僅滿足於這麼粗略的繪製結果。就像一張地圖還會分地形圖、交通圖、海圖等等形式一樣，科學家們也希望從各個角度對銀河系進行一個最最精細的瞭解，繪製一張信息量極其豐富的銀河系地圖。
蓋亞衛星
2013年，歐洲航天局的蓋亞衛星帶著這個使命發射升空，科學家希望通過它對銀河系內數十億顆恆星進行觀測和分析，瞭解它們的距離、溫度、質量等基本信息，幫助我們瞭解銀河系的結構和分佈。
12月3日，歐洲的科學家們公佈了第三代蓋亞早期數據，再一次將人類對銀河系的瞭解提升了一個臺階。在一系列發表於《天文學與天體物理學》的論文中，他們介紹了蓋亞衛星的一些最新發現。
這次公佈的成果中，蓋亞衛星觀測了銀河系的反銀心方向，也就是和銀河系中心相反的方向，這個觀測有助於科學家們描述銀河系的演化歷史。除此之外，科學家們還更好地描述了太陽系繞銀河系中心的公轉軌道、迄今為止關於銀河系恆星及其運行的最全面的觀測，甚至還對繞銀河系公轉的衛星星系——大麥哲倫星雲進行了研究分析。
歐空局的天文學家Jos de Bruijne自豪地說：“蓋亞的最新數據必將成為天文學家的百寶箱。”
第三代蓋亞早期數據
目前，蓋亞衛星正在位於距離地球150萬公里的第二拉格朗日點上運行。在這個位置上，它可以保持和地球完全一致的公轉規律。7年以來，蓋亞衛星始終在這個狀態下進行著對整個銀河系的巡天觀測，通過不同時間、不同位置觀測到恆星的位置變化，來推測其距離和運行規律，這就是所謂的三角視差法。理論上來說，地面上也可以利用這個方法進行觀測，100光年內恆星的距離基本都是這樣來推測的，但太空中沒有了大氣的干擾，觀測結果更加精準。
到目前為止，蓋亞衛星已經對18億個恆星源進行了觀測和繪製，並且收集到了其中15億個顏色信息，這些顏色是科學家瞭解恆星年齡、溫度等信息的重要依據。和2018年公佈的第二代數據相比，這兩個數據分別提升了1億和2億。這些觀測結果，可以進一步幫助我們理解銀河系的運行特點。
這其中，對於反銀心方向的觀測尤為特別。銀河系中心不僅恆星密度非常高，而且還有大量的星際塵埃和氣體雲，在很大程度上干擾了人類的觀測。而反銀心方向則沒有這種困擾，可以讓我們更加清晰地看到銀河系邊緣的恆星。通過對這裡的觀測，科學家可以更好地瞭解我們的銀河系在演化過程中曾經受到過的干擾。
星系的撞擊
他們發現，在很久以前，銀河系的銀盤還沒有今天這麼巨大。可以看到，在銀河系一百多億年的歷史中，曾經多次發生與其他星系的碰撞，這種碰撞使得銀河系越來越壯大，而碰撞過程對恆星造成的影響直到今天依然存在。
在對銀道面上方的恆星進行觀測時，科學家發現它們有向下運動的趨勢；反之，那些位於銀道面下方的恆星，也在向上方運動。科學家認為，這應該是人馬座矮橢球星系在最近幾十億年內反覆穿越銀河系邊緣所導致的。此前根據蓋亞衛星第二代數據的分析結果表明，它上一次穿越銀河系大約是在3-9億年前，這個過程中會給銀河系帶來強烈的擾動，導致銀盤的扭曲。
不過，從第三代數據中科學家們發現了另一種可能：這些恆星的詭異運動現象，或許是來自於兩個星系之間的相互作用。在利用觀測的數據進行模擬時，科學家們也得到了相同的證據。
不僅如此，在80-100億年前，一個名叫蓋亞-恩克拉多斯香腸的星系也曾經撞上銀河系，而蓋亞的最新觀測結果表明，那些見證過這段歷史的銀河系最古老恆星，並沒有像蓋亞-恩克拉多斯香腸星系的恆星一樣延伸出去。
這也不是最後一個要和銀河系合併的星系，在銀河系周圍還有兩個衛星星系——大小麥哲倫星雲，在彼此圍繞的同時，也正在一點點靠近銀河系，並且最終將會撞入銀河系中。
而通過蓋亞衛星的數據，科學家們在這兩個矮星系之間發現了一個叫做麥哲倫橋的恆星流，這是從小麥哲倫星雲中被扯出來的恆星群，它們正在向大麥哲倫星雲方向移動。與此同時，他們還在大麥哲倫星雲內部發現了螺旋結構，並且在兩個星系外圍發現了以前從未見過的潛在神秘結構。
更多的發現
另外，太陽系在銀河系內的運動模式，也得到了修正。通過對遙遠星系運動的觀測，科學家們可以計算出太陽系在銀河系靜止參考系內的運行規律，這也是人類第一次計算出太陽系在銀河系內運行的曲率。
當然，蓋亞衛星也沒有忘記自己的“老本行”，對太陽系周圍100秒差距（326光年）範圍內的恆星進行普查。這次普查一共包含了331312顆恆星，科學家推測，這是這個範圍內恆星總數的92%，這樣的普查也給科學家們提供了非常豐富的天文數據。
目前，第三代蓋亞早期數據也只完成了一部分的收集，最終數據將會在2022年完成，並且蓋亞衛星也會在屆時退役。在蓋亞衛星的幫助下，我們認識了一個全新的銀河系。即便如此，我們對於銀河系仍然還有太多的未知。隨著人類觀測技術的不斷提升，也許在未來的某一天，我們將會刷新認知，甚至發現今天以為的一些科學成果，會被推倒重來……
轉載請超鏈接註明：頭條資訊 » 人類正在重新認識銀河系，比數十億年前更加巨大，遭受矮星系撞擊
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