近日，中国科学院紫金山天文台（以下简称“紫台”）研究团队联合国内外合作者，利用远端脉泽测距、年轻造父变星研究及类银河系星系形态统计等方法，在银河系旋臂结构研究中取得系列进展，为我国学者独立提出的银河系新模型增添了新的观测证据，有助于进一步推进对银河系形态的认知。相关成果分别发表于《天体物理学杂志增刊系列》（Astrophysical Journal Supplement Series）、《天体物理学杂志快报》（Astrophysical Journal Letters）及《天文和天体物理学研究》（Research in Astronomy and Astrophysics）。

银河系受视线重叠和星际尘埃遮挡的影响，难以看清其全貌，旋臂的形态与数量也长期存在争议。2023年，紫台与中国科学院国家天文台联合研究团队基于高精度天体测量数据，首次提出“内部对称两旋臂、外部多条不规则旋臂”的银河系新模型。相较于自中心向外连续延伸、在河外星系中几无同例的四旋臂结构的传统模型，该新模型描绘的银河系更为相似宇宙中普遍存在的多旋臂星系。

紫台团队与美国科学院院士、主流四旋臂模型领域专家Mark Reid教授合作完成此次远端脉泽测距研究。团队利用美国甚长基线阵列测量远端恒星形成区的距离，发现人马臂与英仙臂呈现交汇趋势，与新模型预期一致。此外，Reid教授团队独立开展的研究也指出两臂可能交汇（Hyland et al. 2026, ApJ, 1004, 209），为新模型的旋臂分叉图景提供了补充支撑。

年轻造父变星研究则为新模型提供了另一类天体观测检验。研究团队利用近千颗年轻的经典造父变星研究银河系大尺度旋臂结构，发现其示踪描绘的旋臂形态与新模型相符，并弥补了南天方向此前观测样本稀缺的不足，扩展了银河系测绘的覆盖范围，为完善新模型提供了新线索（如图1）。

研究团队还对1700余个类银河系星系开展形态统计，发现“内部两臂、外部多臂”的结构在多旋臂星系中较为普遍，旋臂分叉特征也与新模型基本一致。该结果表明，新模型在同类星系中具有普适性，为深入理解银河系的形态提供了坚实的统计支撑。

从自主提出新模型，到开展国际合作、结合多种观测方法检验，紫台团队正逐步完善银河系旋臂的新图景。三项研究从银河系内部的精确测量拓展到河外星系的形态统计，多角度为新模型积累更多证据加持，也为进一步研究银河系旋臂的形成与演化提供了更可靠的观测基础。

这三项成果的第一作者均为紫台特别研究助理林泽昊。该系列工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划以及SKA专项项目的支持。

论文链接

1.   银河系远端脉泽测距https://doi.org/10.3847/1538-4365/aead92   https://arxiv.org/abs/2609.34219

2.   年轻经典造父变星示踪银河系旋臂https://doi.org/10.3847/2041-8213/aea61c https://arxiv.org/abs/2609.34208

3.   类银河系星系形态统计https://doi.org/10.1088/1674-4527/ae9843 https://arxiv.org/abs/2609.34189

图1 左图：新脉泽（五角星）示踪的银河系远端人马臂和英仙臂交汇图景；右图：年轻经典造父变星（圆）示踪的旋臂结构。