在哈勃太空望远镜的观测下,我们瞥见了银河系的中心膨胀区域,这里繁星密布,诸多恒星如太阳般在深沉的夜空中熠熠生辉。这些恒星的化学成分各异,因此它们以不同的速度在银河系中心周围舞动。
银河系的中心,是银河系的自转轴与银道面的交汇点,那个被称为银核的星域位于人马星座的方向。它犹如宇宙中的一颗璀璨明珠,在赤经17度45.6分,赤纬-29°00′的位置上闪耀。靠近蛇夫座和天蝎座的边界,靠近伽马星西北的方向。
这个中央区域的主宰是巨大的黑洞——人马座A,由银心向外依次是银核、银盘、银晕和银冕。银河系的中央区域主要居住着年长的恒星,以白矮星为主,而外围则更多的是新生的、充满活力的年轻恒星。周围数十万光年的区域里,分布着大麦哲伦星云和小麦哲伦星云等十几个卫星星系。银河系通过逐渐吞噬周边的矮星系来不断壮大自身。到了2015年,科学家们发现银河系的体积比之前认为的要大出50%。
这个壮丽的银河系中心膨胀区域一直是个谜。多年来,科学家们一直在对其进行深入研究,发现这个区域的恒星富含较重的元素,它们的质量超过了氢和氦。这些恒星的运行速度是那些不含这些较重元素的恒星的两倍。这个新发现引发了诸多问题:这个膨胀区域是否是由这些快速移动的恒星形成的?是否是在与另一个星系的远古碰撞过程中形成的?还是由这两个过程结合形成的?
美国密歇根大学的天文学家威尔·克拉克斯顿在第231次美国天文学会会议上分享了他们的研究成果。他梳理了哈勃太空望远镜近十年的勘测数据,详细测量了这些恒星围绕星系中心的速度。虽然陆基望远镜已经测量了这些恒星朝向或远离太阳的运行状况,但哈勃太空望远镜的观测数据为我们揭示了它们如何围绕银河系中心运行的新奥秘。克拉克斯顿指出:“我们的研究首次表明,在恒星运行的侧面存在差异性。”
关于银河系中心膨胀区域的诞生,同样充满了谜团。这是一个典型的螺旋星系,其旋臂环绕着中心膨胀区域的平面构成曲线结构。关于其形成过程,目前仍存在许多理论。一些专家认为这个区域形成于130亿年前,而另一些专家认为它形成于银河系的生命周期中。为了更好地理解这个神秘的区域,克拉克斯顿与哈勃研究小组成员分析了近九年的哈勃太空望远镜观测数据档案,深入研究了大约一万颗类太阳恒星的移动情况。他们发现由于恒星的化学成分不同,它们的运动模式也发生了改变。那些含有较重金属的恒星绕银河系中心膨胀区域快速旋转,比古老的、金属较少的恒星运动得更快。克拉克斯顿表示:“我们可以根据化学成分将这些恒星划分为富含金属和缺少金属的恒星。”对比这些恒星的运动模式,可以看到这两个恒星群体的明显差异。这一发现为我们揭示了银河系中心膨胀区域的神秘面纱的一角。