銀河系外圍盤唔止彎曲，仲有巨型「漣漪」

銀河系外圍嘅結構，原來比一個簡單嘅「彎曲薄片」更加複雜。中國科學院紫金山天文台研究團隊發現，銀河系外圍嘅冷分子氣體盤，除咗已知嘅大尺度翹曲之外，仲有廣泛嘅垂直起伏——就似水面上延伸開去嘅巨大漣漪。

研究結果於2026年8月7日刊登喺《Nature Astronomy》，令天文學家對銀河系外圍盤嘅理解再進一步：佢唔單止係「彎」，仲係喺大尺度彎曲之上再加咗一層「皺褶」同波紋。

研究人員發現咗乜？

所謂銀河系翹曲，係指星系盤外圍逐漸偏離中央平面，形成一個廣闊而平滑嘅彎曲。過去用呢個模型描述銀河系外圍結構，但研究團隊發現，單靠呢種平滑翹曲，解釋唔到所有分子雲嘅位置。

團隊分析咗「銀河系影像長卷」（Milky Way Imaging Scroll Painting，簡稱 MWISP）巡天計劃嘅三維資料庫，當中包括超過3萬個分子雲。MWISP 利用紫金山天文台一部13.7米毫米波望遠鏡，喺銀河系北部平面觀測一氧化碳發出嘅訊號。

研究人員先建立銀河系分子氣體盤嘅大尺度翹曲模型，再將呢個平滑部分扣除，檢查剩低嘅上下位置偏移。結果顯示，剩餘偏移唔係一堆互不相關、隨機散落嘅差異，而係組成咗連貫嘅波浪形結構。

換句話講，銀河系外圍可以形容成一個「本身已經翹曲、上面仲疊加住垂直波浪」嘅分子氣體盤。

點解一氧化碳可以睇到呢啲漣漪？

冷分子雲係製造新星嘅重要原料，但銀河系塵埃會遮住好多可見光，令天文學家難以直接觀察盤面內部。一氧化碳就提供咗一個實用嘅追蹤方法：佢發出嘅譜線可以標示分子氣體嘅位置，包括同恒星形成環境有關嘅冷氣體。

MWISP 會用紫金山天文台望遠鏡，同時觀測 ^12CO、^13CO 同 ^{18}CO 嘅 J=1–0 譜線。 呢啲譜線除咗顯示氣體存在，仲會帶有速度資訊。研究人員將譜線資料同分子雲嘅天空位置結合，就可以重建佢哋喺銀河系入面大致嘅三維分布，再量度佢哋相對於模型銀河平面係向上定向下偏離幾多。

樣本數量亦相當關鍵。一次過描繪超過3萬個分子雲，有助研究人員分辨出真正連貫嘅大尺度模式，而唔係將個別分子雲本身嘅不規則位置誤當成星系結構。

點解要先扣除翹曲？

如果將所有垂直偏移都當成翹曲嘅一部分，較細緻嘅結構就可能被大尺度彎曲掩蓋。研究團隊先用模型描述最廣泛嘅彎曲，再研究「扣除之後仲剩低乜」，就可以測試翹曲係咪足以解釋觀測結果。

結果係：翹曲並不足夠。剩餘嘅起伏排列得相當有規律，呈現出一串似波浪嘅「皺褶」或「波紋」，就似喺一張已經彎曲嘅薄片上再加上上下擺動嘅波。

所以，呢次發現唔只係將銀河系翹曲嘅量度做得更精準，而係改變咗「銀河系外圍只係一個平滑彎曲盤」嘅基本圖像。

呢啲波紋可能點樣形成？

研究人員提出，呢啲結構可能係由外來引力擾動造成嘅彎曲波，例如衛星星系或者矮星系曾經接近、經過銀河系時，對外圍盤施加引力影響。

如果係咁，波紋就有機會保留銀河系過去同其他星系互動嘅痕跡，亦可以反映擾動點樣喺外圍盤入面傳播。不過，呢個目前仍然係一種解釋，研究結果未有確認係某一個特定衛星星系造成。

對了解銀河系有咩意義？

呢啲新發現為研究銀河系三維結構提供咗另一個切入點。天文學家唔再只需要將外圍盤視為一個大致靜止、帶有單一彎曲嘅平面，而係可以進一步研究：大尺度翹曲同疊加其上嘅波浪，點樣一齊存在於孕育恒星嘅冷氣體入面。

波紋嘅形狀、尺度同連貫程度，亦可以同星系碰撞及盤面彎曲嘅模型比較，幫助限制銀河系過去曾經受過咩類型嘅引力擾動，並了解呢啲擾動點樣影響星系嘅長期演化。

現階段最穩妥嘅結論仍然係觀測結果本身：銀河系外圍嘅分子氣體盤，除咗大尺度翹曲之外，仲存在廣泛嘅垂直漣漪。至於究竟係一次互動，定係多種過程共同造成，仍然要靠日後嘅觀測同模型研究確認。