新的银河图揭示了恒星托儿所的巨浪–“没有天文学家的期望”

拉德克利夫波的可视化：由恒星托儿所组成的巨大的波浪状气态结构，是我们银河系中观察到的最大的相干结构之一。这张来自世界望远镜的图像代表了研究数据，这些数据覆盖在艺术家对银河系和我们的太阳的插图上。

哈佛大学的天文学家发现了一种整体的，波浪状的气态结构，这是我们银河系中最大的气态结构，由相互连接的恒星托儿所组成。该发现被冠以“拉德克利夫波浪”的名字，以纪念该基地的基础，即拉德克利夫高级研究所。这项发现将150年历史的附近恒星育苗室扩大为一个环，并将其转变为一个具有起伏的，形成恒星的细丝，到达银河盘上方和下方的数万亿英里。

“没有天文学家期望我们住在巨大的波浪状气体旁边，或者它构成了银河系的本地分支。”—艾丽莎·古德曼（Alyssa Goodman）

这项工作于2020年1月7日发表在《自然》杂志上，它是通过对欧洲航天局盖亚航天器的数据进行新的分析而启用的，该航天器于2013年发射，其任务是精确测量恒星的位置，距离和运动。研究小组的创新方法结合了盖亚（Gaia）的超精确数据和其他测量数据，在银河系中绘制了详细的3D星际物质地图，并注意到最接近地球的螺旋臂出现了意外的模式。

研究人员发现了一个细长的结构，长约9,000光年，宽约400光年，呈波浪状，在我们银河系盘中平面的上方和下方顶起500光年。波浪潮包括许多被认为是“古尔德地带”一部分的恒星苗圃，“古尔德地带”是由一群恒星形成的区域组成，据信这些区域位于太阳周围的环形区域内。

史密森尼大学应用天文学罗伯特·惠勒·威尔森应用天文学教授艾丽莎·古德曼说：“没有天文学家期望我们住在巨大的波浪状气体旁边，或者它会形成银河系的本地分支。”拉德克利夫高等研究院的科学计划的机构和联合主任。“当我们第一次意识到拉德克利夫波有多长和笔直，从3D平面上俯视时，我们感到非常震惊，但是当从地球上看时，它是多正弦的。Wave的存在正迫使我们重新思考对银河系3D结构的理解。”

哈佛大学教授阿丽莎·古德曼（Alyssa Goodman）（左）与研究生凯瑟琳·祖克（Catherine Zucker）站在一起时说：“没有天文学家期望我们住在巨大的波浪状气体旁边，或者它构成了银河系的本地分支。”团队成员。

物理学教授若昂·阿尔维斯（JoãoAlves）说：“古尔德和赫歇尔都观察到明亮的恒星形成投射在天空中的弧形，因此，很长一段时间以来，人们一直在努力弄清楚这些分子云是否真的形成了3D环。”维也纳大学天文学和2018‒2019拉德克利夫院士。“相反，我们观察到的是我们在银河系中知道的最大的相干气体结构，该结构不是环状的，而是一条巨大的起伏的细丝。太阳位于离波浪最近的位置只有500光年。它一直在我们眼前，但直到现在我们还是看不到它。”

新的3D地图以新的视角显示了我们的银河系附近区域，为研究人员提供了银河系的修订视图，并为其他主要发现打开了大门。

阿尔维斯说：“我们不知道是什么原因造成这种形状，但它可能像池塘中的涟漪，好像有巨大的物体降落在我们的银河系中一样。”“我们确实知道我们的太阳与这种结构相互作用。它在1300万年前越过猎户座时就通过了一个超新星的盛典，而在又一千三百万年，它将再次穿越整个结构，就像我们在“冲浪”一样。

业内人士对银河系的看法

在我们所处的“尘土飞扬”的银河系附近，解开结构是天文学的一项长期挑战。在较早的研究中，哈佛大学天文学与物理学教授道格拉斯·芬克拜纳（Douglas Finkbeiner）研究小组率先采用了先进的统计技术，可使用大量的恒星颜色调查来绘制尘埃的3D分布图。哈佛大学的研究生凯瑟琳·祖克（Catherine Zucker）和约书亚·斯皮格尔（Joshua Speagle）借助盖亚（Gaia）的最新数据，最近增强了这些技术，极大地提高了天文学家测量距恒星形成区域的距离的能力。由祖克（Zucker）领导的这项研究发表在《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）上。

“我们怀疑可能存在我们无法结合使用的更大结构。因此，为了创建一个准确的太阳附近地图，我们将Gaia等太空望远镜的观测结果与天文统计，数据可视化和数值模拟相结合，”国家科学基金会研究生和博士学位的Zucker解释说。哈佛大学文理研究生院天文学系的候选人。

扎克（Zucker）在汇编有史以来最大的到本地恒星苗圃的精确距离目录中发挥了关键作用-该研究中使用的3D地图的基础。她为自己设定了绘制远近银河系新照片的目标。

“我们将这个团队团结在一起，因此我们不仅可以处理和制表数据，还可以主动地对其进行可视化显示-不仅对我们自己而且对每个人来说。现在，我们可以用新的眼光看待银河系了。”她说。

不完善的数据使研究恒星出生变得复杂。我们冒着弄错细节的风险，因为如果您对距离感到困惑，那么您就会对尺寸感到困惑。芬克贝纳说。

古德曼同意：“宇宙中的所有恒星，包括我们的太阳，都是由动态的，坍塌的气体和尘埃云形成的。但是很难确定云的质量，云的大小，因为这些属性取决于云的距离。”

数据的宇宙

据古德曼说，科学家研究恒星之间浓密的气体和尘埃云超过100年，以更高的分辨率放大这些区域。在盖亚之前，没有足够大的数据集可以大范围揭示星系的结构。自2013年发射以来，该空间天文台已经能够测量银河系中十亿颗恒星的距离。

来自盖亚（Gaia）的大量数据，是创新，新的统计方法的理想测试平台，这些统计方法揭示了当地恒星苗圃的形状以及它们与银河系银河结构的联系。阿尔维斯（Alves）来到拉德克利夫（Radcliffe）与扎克（Zucker）和古德曼（Goodman）合作，因为他们预计盖亚（Gaia）的大量数据将增强芬克拜纳（Finkbeiner）集团的“ 3D尘埃映射”技术，足以揭示当地恒星苗圃的距离。但是他们不知道会找到拉德克利夫波。

Finkbeiner，Alves和Goodman小组在此数据科学研究方面紧密合作。Finkbeiner小组开发了推断尘云的3D分布所需的统计框架； Alves小组在恒星，恒星形成和盖亚方面贡献了深厚的专业知识；古德曼小组开发了3D可视化和分析框架，称为“胶水”，可以看到，探索和定量描述Radcliffe Wave。

该研究得到了美国国家科学基金会（NSF）研究生研究奖学金计划（授权号1650114，AST-1614941），哈佛数据科学计划，美国国家航空航天局（NASA）通过ADAP（资助号NNH17AE75I）和哈勃奖学金（HST-HF2-51367.001- A）由太空望远镜科学研究所授予，该研究所由NASA天文学研究公司协会为NASA运营，合同编号为NAS 5-26555。

参考：

JoãoAlves，Catherine Zucker，Alyssa A. Goodman，Joshua S. Speagle，Stefan Meingast，Thomas Robitaille，Douglas P. Finkbeiner，Edward F. Schlafly和Gregory M. Green撰写的“太阳附近的银河系气体波”， 2020年1月7日，自然.DOI：
10.1038 / s41586-019-1874-z

Gregory M.Green，Edward Schlafly，Catherine Zucker，Joshua S.Speagle和Douglas Finkbeiner的基于``Gaia，Pan-STARRS 1和2MASS的3D尘埃图，2019年12月13日，天体物理学杂志.DOI：
10.3847 / 1538-4357 / ab5362

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