来源：Earth.com
天文学家在银河系外盘发现了一股巨大的波浪结构——它横跨数万光年，似乎正从银河中心向外荡漾，犹如一块石子投入池塘后泛起的层层涟漪。
来自“盖亚”望远镜的新发现
这一发现源于对欧洲航天局（ESA）“盖亚”（Gaia）空间望远镜观测数据的新分析，由意大利国家天体物理研究所（Istituto Nazionale di Astrofisica）的天文学家埃洛伊萨·波吉奥（Eloisa Poggio）领导的研究团队完成。
这项研究为银河系复杂的“舞步”——旋转、扭曲与摇摆——增添了新的层次。盖亚望远镜能够同时测量恒星在三维空间中的位置及其三维运动分量，使科学家得以以前所未有的精度绘制银河系从俯视与侧视角度的立体结构图。
从“扭曲”与“摇晃”到“波动”
科学家早在一个世纪前就知道恒星绕银河中心运转；自20世纪50年代起，人们发现银河薄盘存在扭曲。到了2020年，“盖亚”数据又揭示出银河盘会随时间轻微摇摆，像一个旋转的陀螺。
如今，研究人员发现新的现象——在距银河中心约3万至6.5万光年的外盘区域，恒星的垂直位置与运动呈现出一致的波动模式。这是一片横跨银河盘大范围的波浪结构，而银河系整体直径约为10万光年。
“让这一发现更具说服力的，是我们借助‘盖亚’得以精确测量银河盘中恒星运动的能力，”波吉奥表示，“令人着迷的不仅是这股波在三维空间中的形态，更是当我们分析恒星运动时，它呈现出的真实‘波动行为’。”
绘制银河中的“涟漪”
“盖亚”望远镜能追踪每颗恒星的位置及其沿视线方向的径向速度，同时记录它们在天空中的横向移动。将数十亿颗恒星的数据结合起来，便能显现出宏观的运动模式。
在研究团队绘制的侧视图中，科学家用不同颜色标示恒星距银河中面高度的高低，并以箭头表示其垂直运动方向。
红色与蓝色区域代表波峰与波谷，但它们与最大垂直速度（最长箭头）的区域并不完全重合——这种“相位偏移”正是行进波的典型特征。
“我们观测到的现象完全符合波动行为的物理规律，”波吉奥解释说。
她将这一现象比喻为体育场中的“人浪”：如果在某一时刻定格画面，有的人正站立（对应红色区域），有的人刚坐下，还有的人正要起立（那些箭头最长的区域），整个运动形成连贯的波动。
“年轻恒星”随波而动
为追踪太阳系远方的波形结构，研究人员借助两类明亮的“灯塔”——年轻的巨星与造父变星（Cepheid variables）。这两类恒星不仅明亮且数量众多，其中造父变星因亮度周期性变化，可作为可靠的宇宙距离标尺。
由于这两类恒星似乎都随波而动，科学家推测银河系的气体盘也在随之起伏。如果情况属实，新生成的恒星可能会“继承”它们诞生时的气体波动印记，并在演化过程中保留这一信号。
造成这种波动的原因尚不确定。可能是很久以前，一颗矮星系与银河发生过碰撞或近距离掠过，扰动了盘面，这股波动至今仍在外盘回荡。银河系的历史上，类似事件屡见不鲜。
这股“巨浪”或许还与太阳系邻近的一条年轻恒星与气体长丝——“拉德克利夫波”（Radcliffe Wave）——有关。不过波吉奥指出，两者规模差异巨大、位置不同：“拉德克利夫波要小得多，位于离太阳更近的区域。两者可能有关联，也可能完全独立，这正是我们未来研究的重点。”
银河的“化石波纹”
“盖亚”任务远未结束。它即将发布的第四批数据将提供更多恒星（包括造父变星）的精确位置与速度信息，从而绘制出更清晰的波纹图，并更精确地推断这股涟漪的起源时间与形成机制。
“下一次‘盖亚’数据发布将大幅提升恒星位置与运动的精度，”欧洲航天局盖亚项目科学家约翰内斯·萨尔曼（Johannes Sahlmann）表示，“这将帮助科学家绘制更细致的银河地图，从而深化我们对这些特征的理解。”
研究人员认为，这样的波纹就像银河的“化石”，记录着过去的宇宙事件。解析其形态与传播速度，可以揭示盘面何时被扰动、盘体的刚性以及暗物质与可见物质在外盘区域的相互作用。
“银河系可能永远不会静止，”波吉奥说，“但借助‘盖亚’的广域高精度视野，我们终于能观看这场壮丽的宇宙舞蹈，并追问：是谁敲响了那声‘钟’，让银河泛起涟漪？”