银河系主宰着夜空。它呈现为一道从地平线一端延伸到另一端的朦胧光带。但这种侧视图掩盖了星系的结构，阻碍了天文学家辨认我们家园星系的形状。
尽管如此，天文学家目前认为银河系是一个螺旋星系，由一个中央核球或棒状结构和四个主要的旋臂以及若干分支的旋臂组成。
现在，中国南京紫金山天文台的叶旭及其同事表示，这一图景需要修正。他们利用高精度测量的恒星位置，绘制了更准确的银河系地图。他们得出结论，银河系必须是一个两臂的棒旋星系，而其他更远的旋臂不知何故分裂形成了次级旋臂。
重新思考螺旋星系
天文学家们从天文图像中早就知道，星系分为三种形状类别：椭圆形的团块、不规则形状和螺旋形。大多数螺旋星系有两个主要的旋臂，其中最清晰的例子被称为“宏伟设计”螺旋星系。然而，更常见的是，螺旋星系会分裂形成其他次级旋臂，这可能是由于与其他星团和星系的碰撞和合并造成的。此外，一些螺旋星系有一个中央核球或棒状结构，旋臂由此延伸。
这使得天文学家得出银河系有四条旋臂的结论，这有些出人意料。如果这一结论被证实是真的，那么银河系将是一个非常不寻常的星系，需要进行一些解释。
叶和同事的工作基于新一代仪器的数据，这些仪器能够以前所未有的精度测量恒星的距离。一个来源是甚长基线干涉测量技术，它接收来自星秒（发出微波的恒星）的无线电信号。这项技术可以将它们的距离精确到20微角秒。（根据维基百科，一微角秒大约相当于留在月球上的阿波罗手册中句号的宽度。）该团队能够绘制出其中200多颗星的位置图。
新数据的另一个来源是盖亚空间天文台，它目前正在绘制银河系中一万亿颗恒星的位置图。叶和同事们专注于热的、大质量的太阳，称为O-B型恒星，它们是星系结构的良好指示器，因为它们倾向于远离形成地。叶和同事们包含了其中近24,000颗恒星的位置，精度与星秒相似。
他们还包含了近一千个星团的位置，这些数据同样来自盖亚数据。
绘制了这些天体的分布图后，该团队寻找符合其分布的螺旋形状。这并非易事。这些恒星大多相对靠近太阳，因此只分布在银河系的一个象限。
尽管如此，叶和同事们表示，最符合的是一个棒旋星系，有两个对称的内旋臂从棒的两端伸出。这就是英仙座旋臂和矩尺座旋臂。
多旋臂
他们说，其他的旋臂更长、更远、形状不规则，已经从主体结构中分离出来，可能是由于遥远的过去发生的星系碰撞。事实上，银河系被认为在大约100亿年前遭受过类似的碰撞。这些不规则结构包括半人马座旋臂、人马座旋臂、船底座旋臂、外旋臂和本地旋臂。因此，叶和同事们将银河系归类为多旋臂星系。
这项有趣的工作使得银河系看起来比四臂理论所暗示的要普通得多。“银河系的形态与宇宙中大多数多旋臂星系的形态相似，”叶和同事们说。
仍有一些谜团有待解决。研究人员表示，他们仍然无法确定矩尺座旋臂和英仙座旋臂是否从中央棒状结构的末端开始。这需要更多的数据。
随着盖亚和其他天文台不断提供我们星系三维结构的更详细图像，这些数据肯定会不断积累。在此期间，天文学家可以安枕无忧，因为银河系是一个不起眼的星系，其形成方式似乎与其他绝大多数星系相同。
参考：银河系看起来是什么样子？: arxiv.org/abs/2304.10690
