利用我国重大科技基础设施郭守敬望远镜及欧空局盖亚卫星数据，我国科研团队首创“时光动画”新方法，利用不同年龄的造父变星样本，直接测出银盘翘曲的进动方向和速率。基于此，他们揭示，当前银河系的暗物质晕形状为接近球形的扁椭球。相关研究成果近日在国际科学期刊《自然·天文》在线发表。

在近邻宇宙中，大多数的盘状星系其实都不是一个完美的圆盘，而是在外区表现出像薯片一样的弯曲状态，天文学家称之为翘曲。银河系作为一个典型的盘状星系，自然也表现出翘曲特征。通常认为，翘曲的起源是外盘物质的旋转平面偏离了包裹它的暗物质晕的对称平面。这样一个倾斜的转动银盘就像一个旋转的陀螺，必然会受到暗物质晕施加的引力矩而“翩翩起舞”，产生进动。

左：旋转的陀螺在重力力矩下产生进动；右：类比陀螺，银盘翘曲在暗物质晕的力矩下“翩翩起舞（进动）”（上海交通大学设计学院侯开元、董占勋制作的艺术想象图）

然而，作为重要的动力学参数，翘曲的进动速度无论是方向和速率的测量都存在巨大的争论。这项研究用盖亚卫星发现的2600颗年轻经典造父变星作为银河系翘曲的示踪天体，并结合郭守敬望远镜数据，精确测量了这些经典造父变星的距离和年龄，首创“时光动画”方法，精确描绘了距今2.5亿年间不同年龄切片的银盘三维结构。通过动画“放映”的方式，该研究清晰地揭示了银盘翘曲的演化过程，发现翘曲沿着逆太阳旋转方向，以每百万年0.12度的速率进动。

进一步的精细测量显示，随着造父变星样本与银心距离的增加，翘曲的进动速率逐渐减小。无论翘曲如何起源，其进动速率和方向都由银河系内盘与暗物质晕共同决定。在扣除银河系内盘的贡献后，研究团队发现，当前包裹翘曲的银河系暗物质晕呈现出略微偏离球形的扁椭球形状，目前只有这一形状才能解释翘曲的剩余进动大小。

该结果为研究银河系暗物质晕的演化提供了重要锚点。两位论文审稿人对该研究成果给出了高度评价：“‘时光动画’是一项新颖且深具说服力的方法，并首次精确测定出进动的方向和速率。”

（记者 刘苏雅）