透過觀測宇宙中最劇烈爆炸所產生的光線，在銀河系螺旋臂塵埃雲中折射出的反射現象，天文學家發現，我們的銀河系範圍可能比過去所認知的更為廣闊。這項已發表於《天文與天體物理學報》（Astronomy & Astrophysics）期刊的突破性研究，恐將促使科學界重新評估銀河系的質量與整體結構。
研究團隊運用 NASA 錢卓拉 X 射線天文台（Chandra X-ray Observatory）與歐洲太空總署（ESA）XMM-Newton 衛星所蒐集的數據，針對銀河系螺旋臂中的塵埃雲進行精密測距。
研究人員採用的核心方法是「光回波」（light echo）現象，意即「伽瑪射線暴」發出的光線撞擊塵埃雲後發生反射，並在 X 射線影像中形成環狀結構。距離地球越近的塵埃雲，所產生的環形直徑就越大，研究人員便藉此精準推算出各螺旋臂與地球之間的距離。
領導這項研究的義大利帕維亞高等研究院（IUSS Pavia）與特倫托大學（University of Trento）聯合博士生 Beatrice Vaia 表示：「這是一種非常直接、僅依賴幾何原理的方式，就能精確測量銀河系螺旋臂的距離。其他大多數傳統方法都必須依賴對銀河系旋轉方式的假設，但這些假設在銀河系外側區域的不確定性會越來越大。」
研究團隊利用三次不同的伽瑪射線暴事件，分別測量了英仙臂（Perseus）、外臂（Outer）以及外盾牌-半人馬臂（Outer Scutum-Centaurus）與地球之間的距離。結果顯示，外臂與外盾牌-半人馬臂的距離均比天文學家此前的估算遠了約 10%。
（Source：NASA）
同屬上述聯合計畫的博士生 Ilaria Fornasiero 指出：「這些差異看似微小，但任何距離數值的修正都至關重要，因為它們是我們理解銀河系的基礎。」她進一步說明：「這可能意味著天文學家必須修正對銀河系質量的估算，因為距離會直接影響螺旋臂的延伸範圍。」
此外，研究團隊也估算出最遠螺旋臂中的塵埃雲寬度約達 3,500 光年。這代表他們的測量結果反映的是整條螺旋臂的完整厚度，而非某個孤立、不具代表性的塵埃雲。
銀河系的神祕面紗
銀河系直徑約為 10 萬光年，內部包含 1,000 億至 4,000 億顆恆星，其優美的螺旋結構是由星系中央棒狀星群兩端延伸出的多條旋臂所構成。我們的太陽系就位於其中一條螺旋臂上，距離銀河系中心大約一半的位置。
由於地球本身就身處螺旋臂之中，加上大量星際氣體與塵埃的遮蔽，科學家長期以來難以清晰觀測銀河系的全貌，對其精確結構的探索至今仍在持續。
儘管伽瑪射線暴提供了一種極為精確的銀河系測距方式，但這類宇宙級爆炸事件要能剛好穿透銀河系平面並被觀測到的機會極度罕見。
研究共同作者 Andrea Tiengo 坦言：「我們只能仰賴宇宙為我們提供這些事件，而在過去 25 年間，我們僅找到少數幾個可供使用的案例。儘管如此，我們未來仍會持續保持警覺，尋找更多難得的觀測機會。」
（首圖來源：NASA）
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