科技日报记者 金凤

夜空中的银河，看似一张扁平、光滑的旋转圆盘，但实际上，这张圆盘远没有看上去那么简单。8月7日，中国科学院紫金山天文台科研团队在国际学术期刊《自然·天文学》在线发表的论文中称，团队在银河系分子气体外盘中首次发现广泛分布的波纹状褶皱结构。这一发现为理解银河系三维结构及其动力学演化提供了新的关键观测证据。

图为银河系外盘的复杂三维形态

“银河系的整体形状像一块受热变形的唱片，一侧向上翘起、另一侧向下弯曲。”论文第一作者兼共同通讯作者、中国科学院紫金山天文台副研究员孙燕介绍，科学家把银河系的这种大尺度形变称为“翘曲结构”。然而，银河系中更细尺度的垂直结构是怎样的，长期缺乏系统性的观测与定量研究。

图为银河系分子气体盘的整体翘曲

不过，近年来紫金山天文台利用13.7米毫米波望远镜开展的“银河画卷”巡天计划，为破解这一难题提供了数据基础。

“此次研究中，我们利用‘银河画卷’一氧化碳分子谱线巡天数据，对3万多个分子云进行了三维分析。”孙燕说，一氧化碳是追踪冷分子气体的重要“示踪剂”，而分子气体正是恒星形成的原料。

论文共同通讯作者、中国科学院紫金山天文台助理研究员张少博介绍，基于这些样本，团队首次建立了银河系分子气体外盘的整体翘曲模型。随后，团队将翘曲背景从观测数据中“扣除”，一系列红蓝相间、连续分布的上下起伏随之显现——这就是此次发现的“褶皱”。

图为扣除银河系整体翘曲后，外盘分子气体中显现出连续分布的波纹状褶皱

这些褶皱从何而来？“此次发现的褶皱表现为大片盘面整体向上或向下偏离，这意味着这些褶皱可能来自外部引力扰动激发的‘弯曲波’。”孙燕认为，“这很有可能是矮星系等卫星星系从银河系附近飞掠时，其引力对银河系产生了扰动，于是在银河系外盘中激起缓慢传播的‘涟漪’。如同石子投入湖中，在湖面形成涟漪。”

研究团队同时表示，真正的“肇事者”是谁，目前还没有确定，也不排除多种机制共同作用的可能。

论文共同通讯作者、中国科学院紫金山天文台研究员、“银河画卷”巡天计划牵头人杨戟表示，该研究在国际上首次从整体尺度揭示了银河系外盘的几何特征，表明银河系盘面并非传统意义上的“翘曲盘”，而是由翘曲结构与多尺度垂直褶皱共同构成的复杂系统，这一发现刷新了人们对银河系三维结构的认知，并对理解银河系旋臂结构、盘面动力学演化以及外部扰动历史具有重要意义。

（受访团队供图）