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136亿年前 ， 银河系开始形成 ， 并逐渐生出四条主要的“手臂” ， 分别是英仙臂、船底-人马臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂 。 而旋臂是银河系里新恒星诞生的摇篮 ， 每年都会有约十颗新恒星生成 。
上图：银河系结构简图
我们的太阳系则坐落于较短的猎户座旋臂靠近内侧边缘的位置上 ， 位于英仙座旋臂和人马座旋臂之间 。 距离银河系中心约2.64万光年 ， 逆时针旋转 ， 每2.2亿年绕银心一周 。 因此在地球上 ， 我们无法看到银河系的全貌 ， 但科学家依旧有办法描绘银河系的样子 。
上图：银河系大尺度结构的示意图
20世纪初 ， 美国威尔逊山天文台建成了当时世界上口径最大天文望远镜 。 从此 ， 天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系 。
1918年 ， 依旧是威尔逊山天文台 ， 建造了一座口径2.54m的反射望远镜——胡克望远镜 。 随后经过4年的观测 ， 美国天文学家H.沙普利提出太阳系应该位于银河系的边缘 ， 且银河系的中心应在人马座方向 。 又过了29年 ， 摩根提出银河是螺旋形的 。
上图：威尔逊山天文台
2003年 ， 斯皮策太空望远镜升空 ， 是人类送入太空的最大的红外望远镜 ， 也是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜 。 通过对太阳系的小行星 ， 以及可观测宇宙边缘的遥远星系进行了逾10年的研究后 ， 首次在一张巨幅全景图上将所有星辰的图片拼接再现 。 确定银河系是个扁平的螺旋盘 ， 太阳系位于其中一个螺旋臂上 。
上图：斯皮策太空望远镜绘制的银河系红外扫描全景图
2008年 ， 科学家通过观测证实 ， 银心中的确存在着黑洞 。 2020年03月25日 ， 英国科学家 ， 达勒姆大学天体物理学家艾丽丝·迪森及其同事利用银河系附近星系 ， 找到了银河系的边界 。 将银河系直径精确测定为190万光年 ， 误差不超过40万光年 。
上图：银河系全景图
2020年04月21日 ， 南京大学发布消息：由美国哈佛-斯密松天体物理中心资深天文学家、美国科学院院士马克·里德和南京大学天文与空间科学学院教授郑兴武联合撰写的文章 ， 总结了由他们两人及德国卡尔·门滕教授所领导的国际团队 ， 历经15年时间对银河系结构潜心研究的成果 。
该团队绘制出了尺度为10万×10万光年的全新银河系结构图 ， 是迄今最精确的银河系结构图 ， 彻底解决了银河系究竟有几条旋臂的重大科学问题 。
上图：银河系结构图 郑兴武和马克·里德供图
直到最近 ， NASA科学家又发现 ， 银河系的船底-人马旋臂上有一个\"断裂\" ， 是一组伸出来的恒星和气体云——包括泻湖星云和鹰状星云 ， 是人马座臂著名的“创世之柱”的所在地 。 研究已发表在《天文学与天体物理学》杂志上 。
他们将这一“断裂”描述为像从木头上伸出来的一个碎片 。 同时 ， NASA在一份新闻稿中称其：“绵延约3000光年 ， 是第一个被确认的主要结构 ， 其方向与旋臂的方向有巨大的差异 。 ”
上图：斯皮策太空望远镜
NASA研究人员的数据依旧来自已经退役的斯皮策太空望远镜 ， 以及欧洲航天局盖亚太空观测站 。 他们通过定位新生的恒星并测量与它们的距离 ， 进一步分析了旋臂不同区域的速度和俯仰角后 ， 发现了这部分俯仰角为60°的恒星 。 但根据之前盖亚卫星恒星数据建立的银河系模型显示 ， 人马座臂的俯仰角仅约为12 度左右 ， 就好像这部分恒星不属于这条旋臂 。
上图：像一条断臂一样伸出来 ， 该地区是鹰星云、欧米茄星云、三裂星云和泻湖星云的所在地 。
除此之外 ， “断臂”中数十万颗恒星 ， 似乎也以相同的速度和方向运动着 。 这表明那里的恒星可能在同一时间形成并且受到相同的引力影响 。 换句话说 ， 是有一些外力将这些星云拉成一条长长的直线 。 但对于是什么让这些年轻的恒星摆脱束缚并离开旋臂 ， 科学家也没有答案 。
