银河系正在被神秘力量扭曲，科学家尝试揭示背后的真相
银河系是我们所居住的星系，它由数百亿颗恒星、星际气体和尘埃组成，呈现出螺旋盘状的结构。然而，科学家发现，银河系并不是一个完美的平面，而是有着明显的扭曲和张开。这种异常现象的原因一直是一个谜，直到最近，一项新的研究可能揭示了答案：一个巨大的、不可见的、倾斜的暗物质晕。
暗物质是一种神秘而有些矛盾的物质。它占据了宇宙物质的85%，但因为它不直接与光相互作用，所以完全看不见。然而，科学家可以观察到它对周围环境的引力效应。暗物质通过加速恒星以无法解释的速度绕着银河中心旋转；扭曲遥远的恒星光；并赋予银河系的暗物质晕形状。暗物质晕是一个巨大的星球球体，漂浮在暗物质池塘上，就在银河系的螺旋臂之外。
科学家最初认为，银河系是一个由两条从中心棒状结构延伸出来的螺旋臂组成的平面盘状结构。这种结构可以用牛顿引力定律和开普勒运动定律来解释：恒星在银河盘面上以不同的速度绕着银河中心旋转，速度与距离成反比。也就是说，离中心越近的恒星旋转得越快，离中心越远的恒星旋转得越慢。
但自从20世纪中叶以来，科学家利用射电望远镜观测了银河系中大量中性氢原子发出的21厘米波长的电磁辐射。这种辐射可以反映出恒星和气体在银河盘面上的运动情况。科学家发现，银河系中大部分恒星和气体的旋转曲线并不符合预期：它们并没有随着距离增加而减速，而是保持了一个相对平坦或者略微增加的速度。
这种现象意味着，在银河系中存在着一种看不见但能产生引力作用的物质——暗物质。暗物质为银河系提供了额外的质量和引力，使得恒星和气体能够以更快的速度维持稳定的轨道。根据计算，为了解释观测到的旋转曲线，暗物质必须占据了银河系总质量的90%以上 。
暗物质的存在不仅影响了银河系的旋转，还影响了银河系的形状。科学家发现，银河系并不是一个完美的平面，而是有着明显的扭曲和张开 。这种扭曲主要发生在我们银河系的边缘，有些地区向下弯曲，而有些地区向上翘起——给人一种被压扁的墨西哥帽的样子 。这种形状与我们通常看到的其他星系的螺旋盘状结构有很大的不同。
那么，是什么导致了银河系的扭曲呢？科学家提出了多种可能的解释，其中最常见的是与其他星系的相互作用。银河系并不是一个孤立的星系，它与周围的其他星系组成了一个叫做本星系群的集团 。在本星系群中，最大的两个星系是银河系和仙女座星系，它们之间相距约250万光年，正在以每秒120公里的速度相互靠近 。除此之外，银河系还有两个较小但较近的卫星星系：大麦哲伦云和小麦哲伦云，它们之间相距约160000光年，距离银河系约200000光年 。
科学家认为，这些星系之间可能存在着引力潮汐作用，即较大的星系对较小的星系产生不均匀的引力，导致后者发生形变或者失去部分物质 。这种潮汐作用可能会影响到银河系中恒星、气体和暗物质的分布和运动，从而造成银河盘面的扭曲和张开 。然而，这种解释并不能完全符合观测到的数据，因为它需要假设银河系中暗物质和可见物质是同步运动和分布的 。
为了寻找更好的解释，一些科学家转向了计算机模拟来重建银河系的演化历史。他们使用了欧洲空间局的盖亚号太空船提供的数据来绘制出银河系大约20亿颗恒星的位置和运动 。通过仔细分析盖亚号的数据，他们发现，在暗物质晕中悬浮的恒星有着奇怪的不平衡。这表明，暗物质晕本身可能也是倾斜和扭曲的 。
为了看看一个倾斜和扭曲的暗物质晕对银河盘面意味着什么，研究人员使用了一个计算机模型来重建一个年轻的类似银河系的星系，其暗物质晕相对于其盘面倾斜了25度 。在模拟该星系50亿年后，研究人员发现，他们创造了一个非常类似于我们自己的星系。
“我们在这里展示了一个与恒星晕同向倾斜的暗物质晕可以在与数据相同的幅度和方向上引起银河系盘面的扭曲和张开，”研究人员于9月14日在《自然天文学》杂志上发表了他们的研究结果 。
那么，是什么导致了暗物质晕的倾斜和扭曲呢？研究人员认为，这很可能是一次巨大的碰撞造成的，可能是另一个星系飞入我们自己的星系。这次碰撞可能导致暗物质晕向上倾斜了多达50度，然后慢慢地摆动到目前的20度角高度。
“我们认为，这种倾斜是由于银河系在其演化过程中经历了一个重大事件，例如与另一个星系或暗物质亚结构的碰撞或合并，”研究人员在研究中写道。
这种碰撞或合并可能发生在几十亿年前，当时银河系还处于形成阶段。它可能改变了暗物质晕中不同区域的密度和速度分布，从而使其失去平衡。随着时间的推移，暗物质晕逐渐恢复了一定程度的对称性，但仍然保留了一些倾斜和扭曲的痕迹。这些痕迹通过暗物质对可见物质的引力作用，反映在银河盘面上。
“我们认为，银河系盘面的扭曲和张开是由于暗物质晕对盘面施加了一个不均匀的引力力矩，”研究人员在研究中写道。
这种力矩使得银河盘面产生了一个周期性的摆动运动，就像一个被拉伸或压缩的弹簧一样。这种运动可以解释为什么银河系边缘有些地区向下弯曲，而有些地区向上翘起。根据模拟结果，银河盘面每隔几亿年就会完成一个摆动周期。
“我们预测，在未来几亿年内，银河系盘面将继续以相同的方向和幅度扭曲和张开，”研究人员在研究中写道。
这项研究为我们理解银河系的形成和演化提供了新的视角。它表明，暗物质不仅是银河系运动和结构的主要驱动力，也是其多样性和复杂性的重要来源。通过观测和模拟暗物质晕中发生的各种现象，我们可以揭示出银河系隐藏在表面下的秘密