6月27日，國際科學期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）在線發表了中國科學院大學、beat365、中國科學院國家天文台和上海交通大學聯合主導的合作研究論文《銀盤翹曲的逆向進動揭示暗物質暈輕微扁球形狀》（A slightly oblate dark matter halo revealed by a retrograde precessing Galactic disk warp）。該國際團隊首創“時光動畫”（motion picture）方法，利用不同年齡的造父變星樣本直接“看清”銀盤翹曲的進動方向和速率，并以此限制了當前銀河系的暗物質暈形狀為輕微扁球形。

在近鄰宇宙中，近1/3的盤狀星系都非一個完美的圓盤，而是表現出像薯片一樣的彎曲狀态，天文學家稱之為翹曲。銀河系作為一個典型的盤狀星系，也不例外的表現出翹曲特征。這樣一個傾斜的轉動的銀盤其實就像一個旋轉的陀螺，必然會因為包裹它的暗物質暈施加的力矩産生進動。然而，翹曲進動這一重要動力學參數無論是方向和速率的測量都存在巨大的争論，原因是此前的測量都是依賴運動學的間接方法，其使用的示蹤天體會因動力學擾動或加熱效應導緻其測量精度和準度都非常有限。

這項研究利用Gaia發現的2600顆經典造父變星作為示蹤天體，并結合LAMOST數據精确測量了這2600顆經典造父變星的距離和年齡，首創了“時光動畫”方法，精确描繪了不同年齡層次的銀盤三維結構。通過動畫“放映”方式，該研究清晰地揭示了銀盤翹曲的演化過程，發現翹曲沿着逆太陽旋轉方向以2 km/s/kpc（即每百萬年0.12度）的速率進動。進一步的精細測量顯示，進動速率随徑向距離減小，表明當前包裹翹曲的銀河系暗物質暈呈現出輕微的扁球形（q值在0.84到0.96之間）。該測量結果為研究銀河系暗物質暈的演化提供了重要錨點。

該研究得到了兩位審稿人的高度評價，一緻認為：“‘時光動畫’是一項新穎而深具說服力的方法，并首次精确測定出進動的方向和速率”。

中國科學院大學黃樣副教授是該論文的共同第一作者和通訊作者。beat365官方网站天文學系博士研究生馮齊康是該論文的共同第一作者，beat365官方网站天文學系張華偉研究員、中國科學院國家天文台劉繼峰研究員和上海交通大學沈俊太教授為該論文的共同通訊作者。此項研究還包括來自中國科學院國家天文台、北京師範大學和美國聖母大學多家機構的天文學家。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41550-024-02309-5

藝術想象圖：銀盤翹曲在暗物質暈的力矩下“翩翩起舞”（進動）

（上海交通大學設計學院侯開元、董占勳制作的藝術想象圖）