浙江
銀河系旋臂的伸展范圍比之前認為的要大。
藝術家描繪的銀河系頂部視圖。根據舊數據估算的旋臂顏色偏冷，而根據新數據估算的旋臂顏色偏暖。NASA / CXC / SAO / M.Weiss
不識廬山真面目，只緣身在此山中。天文學家對我們所在的銀河系形態的認識，其實還遠不如那些極端遙遠的星系。要了解銀河系的特征，人們需要動用各種技術，在幾乎全波段上進行觀測才可能有些微的進展。
一個國際天文科研團隊近日使用錢德拉X射線太空望遠鏡和XMM牛頓科學衛星，對銀河系旋臂中塵埃云的距離進行了精確測量。結果發現，這些塵埃云和我們的距離，比之前認為的要遠——也就是說，銀河系旋臂的伸展幅度可能比之前認為的要大。這意味著天文學家可能需要反思與銀河系結構有關的既有理論。
研究人員在測量中使用了“光回波（light echoes）”技術。大質量恒星內核坍縮或中子星合并產生的伽馬射線暴同時也會釋放出X射線，并在旋臂內的塵埃云上反射形成X射線光環。根據這些光環的直徑可以推算反射物與我們的距離——光環越大，這些塵埃云離我們就越近。
主持研究的意大利國家天體物理研究所米蘭天體物理空間科研所研究員Beatrice Vaia表示，這是一種僅依靠幾何學就能精確測量銀河系旋臂距離的方法。其他方法大多需要假設銀河系的自轉方式，而這樣的假設在測量銀河系外圍區域時，不確定性會顯著增加。
研究團隊借助三個伽馬暴及其在銀河系三條旋臂上形成的X射線光回波環，對銀河系旋臂的距離進行了測量。這三條旋臂按照與銀心距離由近至遠排列分別是：英仙臂、外臂和外盾牌-半人馬臂。對后兩條旋臂中光回波環的觀測結果表明，這兩條旋臂和我們的距離比之前認為的要遠10%。數據還顯示，距離我們最遙遠的旋臂中塵埃云的寬度大約為3500光年。
研究人員的測量結果適用于旋臂的整個厚度，而不僅限于孤立塵埃云。參與研究的Ilaria Fornasiero表示，新測量結果與之前的數據差距雖然看起來不大，但它可能會迫使天文學家對銀河系的質量估算值作出修正，因為銀河系旋臂的伸展范圍受銀河系質量的影響。
這一新的測量技術在精度方面有顯著提升，表明伽馬暴等強烈瞬變天象在宇宙尺度測定方面的潛力。但能夠穿透銀盤被我們觀測到的伽馬暴極為罕見。
這是一幅融合了錢德拉X射線數據與Pan-STARRS光學數據的圖像，展現了一個位于銀河系外部的明亮X射線源產生的X射線環。伽馬射線暴產生的X射線經銀河系旋臂中的塵埃云反射后抵達地球，形成了所謂的“光回波”現象。環的直徑與塵埃云和地球的距離有關：環越大，塵埃云與我們的距離就越近。伽馬暴的源頭位于這些圓環的中心。NASA / CXC / INAF / B. Vaia / Pan-STARRS / SAO / N. Wolk & P. Edmonds
參考
Accurate distances of the Galactic spiral arms from dust-scattered X-ray emission of gamma-ray bursts
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2026/06/aa57431-25/aa57431-25.html
NASA’s Chandra Examines Milky Way at Arms’ Length
https://science.nasa.gov/missions/chandra/nasas-chandra-examines-milky-way-at-arms-length/
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