银河系旋转棒结构示意图。
近日，中科院国家天文台的刘超等人与北京大学、中科院紫金山天文台以及德国马普天文研究所的科研人员合作，首次在远离太阳的银河系英仙臂附近发现恒星轨道共振的观测证据，并对银盘的旋臂结构有了新的限制。该研究结果日前发表在《天体物理学快报》上。
近年来，越来越多的观测表明，银河系中心存在旋转的棒结构。同时，对于中心棒的性质的研究一直是银河系研究的重点问题。因为直接观测棒结构非常困难，所以人们常常通过研究棒结构在外盘恒星轨道上所产生的共振来分析棒的性质。
由于旋转棒会导致非轴对称引力势周期性变化，以特定频率运动的恒星轨道会因此而产生共振现象。而共振总是发生在某些半径附近，那里的恒星会在速度空间上呈现成团的子结构。之前的天文学家在太阳附近曾发现了这样的子结构；如果在远离太阳处也能找到类似的速度子结构，将可以根据它们出现的半径约束银河系中心棒的图案速度。
刘超领导的团队利用“以实物贡献和现金投入方式分享国际大中型光学/红外望远镜观测时间项目”（TAP），获得半个晚上的多镜面望远镜时间，观测了反银心方向大约700颗红团簇星的径向速度。
这些径向速度在距银河系中心约3.5万光年处呈现明显的双峰结构，即一部分恒星远离银河系中心运动，而另一部分恒星朝向银河系中心运动。这是恒星轨道产生共振的直接证据，据此他们估计出了中心棒的图案速度。此外，通过分析这些恒星的距离、速度等性质，对银河系旋臂的位置和质量作出了新的限制。
据了解，TAP项目由国家天文台和“中国科学院天文台站设备更新及重大仪器设备运行专项经费”支持。通过TAP项目，中国天文学家能享用国际一流台址和拥有一流设备的4～6.5米级光学/红外望远镜。（来源：中国科学报 邱锐）
