巨大的宇宙气体云将点燃银河系

曾经以为的陌生人，原来是被迫离开的游子，如今他已踏上归途

图解：巴基斯坦喀喇昆仑山脉康科迪营上空的银河。右边是斜接峰，最左边是布洛阿特峰。由安迪·迪克斯拍摄。图源：annedirkse.

说起我们星系，大部分人会想到夜空中的星星，浩大旋转的旋臂，盘状的银河系平面，位于星系中心的核球。所有这些组成了我们平凡的家，包含4000多亿与太阳相差无几的恒星里在地球上随处可见的银河，在宇宙中与之相似的有数千亿个。在晴朗无月的夜里，在地球上随处可见的银河，在宇宙中与之相似的有数千亿个。

图片来源：美国宇航局，欧空局和A.菲尔德（太空望远镜科学研究所）。

然而这张图包含的不仅是我们的银河系，还有许多我们看不见的内容。特别的，在这个星系盘周围，包围着一层巨大的大质量光环。其中不仅充满了暗物质，还充斥着各种各样的普通物质。这些普通物质包括数以百计的球状星团（几十万颗恒星被束缚在仅仅几十光年的空间里），以及-非常重要-在星系外围高速驰骋的巨大分子气体云。这些星云本身可以诞生恒星，或者与我们的星系盘碰撞引发恒星的诞生，亦或者它们也可以通过引力和其它物质相互作用，其中包括：

掉落的暗星系或者潮汐尾

球状星团

其他分子云

路过的普通物质或暗物质团块

图片提供：B.萨克斯顿和F.克曼（国家射电天文台/联合大学有限公司/国家科学基金会）和A.梅林格。图片来源：美国宇航局，欧空局和Z.莱沃伊（太空望远镜科学研究所）

引力相互作用是非常有意思的，因为无论什么时候，如果有三个天体相互作用，其中两个都会慢慢束缚在一起而第三个会受到排斥，甚至在不久后第三个很可能被弹射出去。我们就是利用这种方式借助行星使航天器到达太阳系外围的，同样的原理也可以使气体云从我们的星系弹射出去。然而有一种非常特殊的情况，我们星系中的气体云恰好处于被踢出去的边缘。

在我们星系外围，有数百团气体云以几百千米每时的速度飞驰。它们拥有的稳定轨道使它们远离星系平面。一般来说，它们的形状并不规则，它们的体积横跨数千光年，它们的质量是太阳的几百万倍。然而有这样一个被称为“史密斯云”（下图）的星云，它与其它一切星云都很不一样。它与我们的距离更加遥远，它向我们驰来的速度令人惊讶，约310km/s，或700000英里每小时。正如我之前所说的，它在向我们奔来，约3000万年后，它很有可能以非常高的速度与我们的星系盘相撞。3000万年，对人类来说，是相当漫长的一段时间，但对于银河系来说，不过是弹指一瞬。（作为对比，太阳绕银河系中心一周大约需要2亿年。）如下，这就是我们发现的依据。

我们通过测量化学元素的丰度（重元素的丰富程度）已经轨道测量得出了它起源于一个星系的结论。哈勃数据显示史密斯星云富含硫元素，其程度与银河系接近。如果它来源于星系之外，它的硫丰度应该低的多。

此外，多亏了哈勃数据，福克斯得以运用轨道动力得出以下结论：这个星云来自我们的星系，

图解：摘自安德鲁·J.福克斯等人在2016年1月1日的《论史密斯高速云的金属性和起源》，《天体物理学杂志快报》  图源：iopscience

不过在之前由于某种原因被抛离出去了，其速度之高接近逃逸速度（但并没有完全达到），然后现在，受我们银河系星系盘引力的影响，它正在落向银河系。

图片来源：美国宇航局，欧空局和A.菲尔德（太空望远镜科学研究所）

“大约7000万年前，这个星云开始脱离银河系，”福克斯继续说道。约3000万年内，这个星云将和银河系碰撞，引发不可思议的恒星形成事件。这个横跨超过11000光年的星云，现今其拥有的大量气体足以在我们星系形成超过两百万颗恒星。是什么使得一个分子云做到这些的？福克斯还不确定：

然而，毫无疑问，该星云拥有如此高速的原因还不太确定。可能是暗物质光环穿过了星系盘，使其得以积聚气体并继续前进。

无论最后的答案会是什么，这都是现今我们关于宇宙的一项最有趣的发现。这不仅在我们的后院里，而且在我们不久后的宇宙未来中将变得更加有趣。

作者: Ethan Siegel Senior Contributor