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你今晚抬头看到的银河,是银河系的盘从侧面看过去的样子。它看起来亘古不变,像宇宙里

你今晚抬头看到的银河,是银河系的盘从侧面看过去的样子。它看起来亘古不变,像宇宙里最稳当的东西。但一项新研究说,这个盘在遥远的过去可能整个翻转过,转动方向变了90度都不止,好比一枚平躺的硬币被竖了起来。

这么大的动作,居然是从一个不起眼的谜团里挖出来的。

银河系的绝大多数恒星都挤在那个扁平的旋涡状盘里。盘的外面还包着一层大得多、也稀疏得多的结构,叫恒星晕。晕里的恒星大多来历不正:它们原本属于一些小星系,后来小星系被银河系吞并,这些恒星就散落在了外围。

盖亚星表的数据显示,银河系的恒星晕转得非常慢。慢到不正常,天文学家一直没想明白为什么。

英国杜伦大学的一个天文团队决定去模拟里找答案。他们从御夫座(Auriga)宇宙学模拟中挑出25个与银河系类似的星系,用超级计算机追踪它们几十亿年的演化史,看看那些晕转得最慢的星系,究竟经历过什么。

结果这些星系有两个共同点:第一,它们都和另一个星系迎头相撞过一次,规模很大;第二,它们在演化过程中都经历过盘翻转,盘的朝向改变超过90度。

慢晕、对撞、翻盘,三件事往往凑在一起出现。而银河系已经占了两样。

它的晕转得慢,这是观测到的。它挨过一次迎头对撞,这也是已经确认的:大约100亿到110亿年前,一个大质量矮星系一头撞进了年轻的银河系,被整个吞掉。这是银河系早期历史上最大的一次并购事件,留下几十亿颗恒星在拉得细长的轨道上打转。因为这些轨道画出来活像一根根香肠,这个撞进来的星系得了个外号,叫盖亚香肠(Gaia-Sausage-Enceladus)。

两样都占了,第三样多半也跑不掉。研究负责人、天文学家基里尔·巴特拉科夫说:“我们已经知道银河系过去和盖亚香肠有过一次大规模迎头相撞,所以我们认为,银河系的盘很可能翻转过。”

这个结论细想有点让人心里发毛。盘翻转意味着,银河系里大多数恒星曾经的运行轨迹和今天很不一样。巴特拉科夫说,这可能连太阳也不例外,我们在银河系里这个看似安稳的位置,在太阳系的漫长一生中未必一直这么安稳。

盘翻转并非每个星系都会经历,若银河系确实经历过这样一场翻盘,今后把它和其他星系放在一起比较时,就得把这段历史算进去。

最让巴特拉科夫兴奋的一点是:这么曲折的一部往事,全是从今天的观测数据里一点点倒推出来的。100亿年前那场大碰撞早已尘埃落定,但它留下的账,星星们还记着。

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图一:艺术想象图,描绘约100亿年前银河系形成早期与盖亚香肠星系的并合,黄色箭头表示并合早期阶段盖亚香肠中恒星的位置与运动,基于一次与盖亚星表所揭示事件类似的碰撞的计算机模拟,图源:ESA(艺术想象与合成);Koppelman、Villalobos 和 Helmi(模拟);NASA/ESA/哈勃(星系图像)/ CC BY-SA 3.0 IGO图二:模拟中的18号晕是经历过迎头相撞(见z=1.2的画面)并发生盘翻转的例子(对比z=1.4与z=0的盘方向即可看出)。每组画面对应一个红移值(z)标记的时刻:红移是天文学家衡量宇宙时间的量,z=0代表今天,z越大代表越早;每个时刻各有两幅画面,分别显示星系在两个不同平面上的样子,图源:Auriga项目图三:模拟中的6号晕是相反的例子:它没有经历迎头相撞(例如z=2.2处的碰撞方向与其盘的方向较为一致),盘也没有翻转,图源:Auriga项目

信源:Royal Astronomical Society. "Cosmic gymnastics: How the Milky Way once underwent a dramatic flip." Phys.org, edited by Sadie Harley, 21 July 2026