在浩瀚的宇宙中，银河系以其独特的旋臂结构闻名遐迩。这些旋臂不仅是银河系引人注目的标志，更是恒星诞生与星际介质循环的关键所在。然而，由于我们身处银河系的怀抱之中，难以窥见它的全貌，银河系的旋臂结构一直笼罩在神秘的面纱之下。
近日，来自中国科学院紫金山天文台的研究团队，基于一项名为“银河画卷”的巡天项目，成功更新了银河系外缘旋臂的图像。这项研究不仅扩大了我们对银河系旋臂结构的认知，还揭示了更多关于银河系分子气体分布的奥秘。研究成果已在天体物理学领域的重要期刊上发表。
银河系的旋臂并非固态的物理结构，而是由恒星和气体在星系盘面中形成的动态高密度区域。这些恒星和星际介质在旋臂中穿梭往来，形成了我们所见的壮丽景象。然而，观测银河系的旋臂并非易事，它需要我们具备覆盖广阔区域和深入探测的能力。
为了实现这一目标，紫金山天文台的科学家们利用德令哈13.7米毫米波望远镜，实施了“银河画卷”计划。该计划自启动以来，已经累积覆盖了超过2000平方度的银盘区域，为我们提供了前所未有的观测数据。基于这些数据，科学家们重新绘制了银河系太阳半径以外的分子气体分布图，并揭示了外太阳圈的三段旋臂结构。
恒星（彩色背景）、原子气体（彩色背景）和分子气体（绿色等值线）示踪的河外旋涡星系M51盘结构
这些旋臂的长度从16到43千秒差距不等，最远延伸至氢原子盘的边缘地带。其中，英仙臂和外臂的结构尤为清晰，观测图像展示了旋臂间物质密度分布的显著差异。在银河系盘的边缘，约1306个分子云勾勒出了最遥远的旋臂结构——外盾牌-半人马臂。这些分子云不仅连接了新发现的旋臂段，还可能将这一遥远的旋臂延伸至更远的区域。
银盘边缘的1306个分子云叠加在银河系结构遐想图上
尽管“银河画卷”计划为我们提供了更多关于银河系旋臂结构的信息，但仍有许多未解之谜等待我们去探索。例如，我们在北银盘的边缘找到了新的旋臂段，但南银盘是否也存在类似的旋臂结构？这需要南半球的高质量CO巡天来揭秘。更先进的仪器将帮助我们绘制更加连续完整的螺旋臂图像，特别是对遥远螺旋臂的研究。
银河系的旋臂不仅是其形象的代表，更是其“心脏”所在。它们深刻影响着星际介质和恒星的物质循环，从尘埃与气体中孕育出恒星，再到恒星的能量回馈形成新结构。这一循环过程正是宇宙最迷人的景象之一。随着科学技术的不断进步，我们期待未来能够揭示更多关于银河系的秘密，让这幅“银河画卷”更加完整和精彩。
