中国科学院紫金山天文台“银河画卷”团队近日取得银河系结构研究新突破。研究人员首次发现，银河系并非一个简单的平面盘状结构，其外围区域不仅存在整体弯曲现象，还叠加分布着大范围波浪状起伏的“褶皱”结构。
这一发现表明，银河系真实形态比传统认知中的扁平盘状结构更加复杂，具有明显的三维空间特征。
银河系外盘并非平整结构
长期以来，天文学家认为银河系类似一个旋转的盘状星系，但外围区域实际上存在一定程度的翘曲。此次研究进一步发现，在这种大尺度弯曲之上，银河系外盘还存在连续分布的波浪状起伏。
研究团队指出，发现这些微小结构并不容易。银河系外盘整体弯曲类似海面上的长距离起伏，而隐藏在其中的细小波纹容易被大尺度变化掩盖，因此需要更加精细的观测和分析方法。
研究人员利用紫金山天文台13.7米毫米波望远镜开展的银河系分子谱线巡天数据，对超过3万个分子云进行了三维分析。
一氧化碳（CO）是追踪寒冷分子气体的重要示踪物，而这些分子气体正是恒星形成的重要原材料。此次研究样本覆盖了银河系外盘约一半区域，最远延伸至距离银河系中心约26千秒差距的位置。
基于这些观测数据，研究团队建立了首个银河系分子气体外盘整体翘曲模型。
从数据中分离出隐藏的“银河褶皱”
在建立整体弯曲模型后，研究人员进一步从观测结果中去除了大尺度翘曲背景，随后发现了一系列连续分布的上下起伏结构。
这些交替出现的红蓝波动并非观测噪声，而是连接银河系外盘多个区域的真实空间结构，被研究团队称为“褶皱”。
研究显示，这些褶皱通常具有约100至200秒差距的垂直幅度，相当于约330至650光年的高度变化。其沿银河系中心向外方向的波长约为3.9至7.9千秒差距。
其中，在距离银河系中心约12.7千秒差距的位置，一条褶皱结构沿银河系周向延伸，长度约40千秒差距，相当于约13万光年。
此外，研究人员还发现，沿着银河系旋臂方向观察时，分子气体的垂直位置同样呈现连续上下波动。这意味着银河系旋臂并非完全处于同一个平面，而是拥有更加复杂的三维形态。
银河褶皱可能源于外部引力扰动
对于这些波浪结构的形成原因，研究团队认为，银河系内部的旋臂结构会影响气体分布，但此次发现的褶皱具有大范围整体向上或向下偏移的特点。
因此，这些结构更可能与外部引力扰动产生的“弯曲波”有关。
天文学家认为，银河系在长期演化过程中可能受到周围星系、暗物质结构或其他天体运动的影响，这些外部因素可能在银河系盘面中激发大尺度波动。
此次研究不仅改变了人们对银河系形态的认识，也为理解星系形成、演化过程以及星系盘结构变化提供了新的线索。未来，随着更多观测数据的积累，科学家将进一步探索这些银河褶皱的形成机制及其对银河系演化历史的影响。
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