艺术家对银河系与盖亚-香肠-恩凯拉杜斯矮星系碰撞的印象。箭头表示矮星系中恒星的运动。（图片来源：欧洲航天局（艺术家印象和组合）；Koppelman、Villalobos和Helmi（模拟）；美国宇航局/欧洲航天局/哈勃（星系图像））银河系的螺旋盘可能翻转了90度，从而改变了太阳系围绕银河中心的轨道。像银河系这样的螺旋星系有两个主要的、可见的结构组成部分：一个封装了大部分恒星、气体和中央黑洞的盘子，以及一个封装了盘子的更稀疏的老恒星光晕。然而，银河系的恒星光晕一直是一种奇异现象。欧洲航天局的盖亚任务测量了光晕中恒星的运动，发现它们相比于螺旋盘内的其他物质旋转得比较慢。现在，由达勒姆大学的基里尔·巴特拉科夫领导的超级计算机模型发现了造成这一现象的原因：星系合并和螺旋盘翻转。在他们的模拟中，巴特拉科夫和同事们追踪了25个类似银河系的星系在数十亿年中的演变。他们发现，那些缓慢旋转的光晕也经历了与其他星系的正面合并，并在某个时刻翻转了其盘子。“我们已经知道银河系在过去曾与一个被称为盖亚-香肠-恩凯拉杜斯的星系发生过一次大规模的正面碰撞，”巴特拉科夫在一份声明中说道。“所以，我们认为银河系的盘子可能在过去翻转过。”盖亚-香肠-恩凯拉杜斯是一个质量超过我们太阳十亿倍的矮星系，它在80亿到110亿年前撞击了银河系。这次碰撞的证据也在盖亚对恒星运动的测量中找到了。碰撞星系的奇怪名称部分是因为在被银河系的引力撕裂时，它的恒星被导向了一条条高度拉长、香肠形状的流，而我们的星系将其纳入了光晕中。这次碰撞是我们银河系经历的最后一次重大影响，但或许不是它经历的最后一次重大事件。在某个时刻，银河系的盘子似乎也翻转过，但导致这一现象的原因尚不明确。同样值得注意的是：模拟显示，盘子翻转的星系并不总是经历过合并。“我们认为，驱动盘子翻转可能存在不同的机制，”巴特拉科夫告诉Space.com。“在这一点上，我们不确定哪个情景特别适用于银河系，需要进一步研究盘子翻转的具体机制。”这两种机制——合并和翻转——都会对较慢旋转的光晕产生影响。正面合并会使大量来自盖亚-香肠-恩凯拉杜斯星系的恒星被投射到光晕中，但其轨迹与盘子严重错位。因此，相对于盘子而言，它们共同旋转得更慢。一个经历了正面合并和盘子翻转的模拟星系的历史示例（在红移——用z表示——为1.4和0之间）。 （图片来源：Auriga项目）盘子翻转导致类似的情况。在模拟中，翻转是相对于星系周围的空间进行测量的，但随着盘子相对于光晕的方向发生变化，光晕并不会立即与其重新定向，并花费时间来与盘子的旋转同步。因此，这种错位导致光晕相对于盘子的新的方向的旋转不那么一致。如果盘子翻转发生在太阳系的生命期内，那么它可能会影响我们自己围绕银河中心的轨道。“盘子翻转意味着银河系的大部分恒星曾以与今天非常不同的轨迹运动，甚至包括我们的太阳，这意味着我们的‘稳定’位置在银河系的整个生命期内可能并不那么稳定，”巴特拉科夫说道。我们对其他星系的许多理解都来自于我们对银河系及其故事的认识。“发现其盘子翻转为这个故事增加了一个新章节，这是我们在将银河系置于更广泛的星系背景下时必须考虑的，”巴特拉科夫表示，他意识到通过仔细的观察，我们能够在数十亿年后推断出这一故事是多么不可思议。“令我最兴奋的是，这段复杂的历史可以仅凭当今的观察重建，”他说。巴特拉科夫在于伯明翰大学举行的皇家天文学会全国天文学会议上展示了他的工作，该会议于7月20日至24日举行。基思·库珀是一名英国的自由科学记者和编辑，拥有曼彻斯特大学的物理学和天体物理学学位。他是《接触悖论：在寻找外星智慧中挑战我们的假设》（布卢姆斯伯里西格玛，2020）的作者。