为何银河系外围旋转慢吞吞，研究：银河系曾发生大翻盘

天文界一直有一个谜团，即银河系盘状结构中的恒星，绕着银河系中心运行的速度，远快于恒星晕的平均旋转速度。科学家找到造成这种巨大差异的关键，很可能是银河系在约100亿至110亿年前，曾遭到一个大型矮星系正面撞击，随后发生超过90度的翻盘事件。

银河系属于典型的棒旋星系，中心是由大量恒星组成的棒状核球，外围则延伸出四条主要旋臂，形成扁平的星系盘。除此之外，还有大量恒星以球状分布在更外围的恒星晕中，而整个银河系又被更巨大的暗物质晕包覆。

恒星晕旋转速度异常缓慢

过去，欧洲太空总署（ESA）盖亚（Gaia）天文台的高精度观测，精确测量数十亿颗恒星的位置与运动，却意外发现恒星晕的旋转速度异常缓慢。银河系盘状结构中的恒星以大约每秒220公里的速度绕着银河系中心运行，但恒星晕的恒星绕银河系中心运行的速度平均约为每秒25公里。由于没有明确理论能解释这种现象，因此一直是银河系形成研究中的重要谜团。

为了解开答案，英国杜伦大学研究团队利用电脑模拟25个与银河系相似的星系，追踪它们数十亿年的演化历程。结果发现，恒星晕旋转特别慢的星系，几乎都具有两项共同特征，曾遭到其他星系正面撞击，并在碰撞后经历超过90度的盘面翻转。

银河系吃掉矮星系

研究人员认为，银河系正符合这样的演化模式。约100亿至110亿年前，银河系曾与一个被称为“盖亚香肠－土卫二”（GaiaSausage-Enceladus，简称盖亚香肠）的矮星系发生重大合并。这个矮星系虽然规模远小于银河系，但总质量仍超过100亿个太阳，包含大量恒星、气体与暗物质。

碰撞过程中，银河系强大的引力将这个入侵者撕裂并吸收，其恒星散布到今天的恒星晕中，形成数十亿颗沿着细长椭圆轨道运行的恒星。研究指出，这场剧烈的合并事件还可能让整个银河系盘面翻转超过90度，塑造出今天银河系的整体结构，并使恒星晕旋转速度异常缓慢。

天文学家认为，这是银河系历史上最后一次真正重大的合并事件，也是决定银河系今日样貌的重要转折点。除了主导恒星晕的形成之外，也可能促进中央核球的演化。有研究甚至认为，银河系的棒状结构，是在碰撞之后逐渐形成，大约50亿年前、也就是太阳诞生前不久才发展成熟。

下一次银河系合并

研究人员也强调，不应将这场碰撞想象成电影中的猛烈撞击。由于星系尺度极为庞大，恒星彼此距离遥远，真正发生恒星直接相撞的机率极低。整个合并过程历时数十亿年，若不是通过电脑快转模拟，几乎无法感受到它的剧烈变化。

目前银河系仍持续吸收邻近的小型星系，例如射手座矮星系。不过，天文学家认为它的质量远不如当年的盖亚香肠，因此对银河系整体结构造成的影响相当有限。

放眼更遥远的未来，下一次可能改变银河系命运的大事件是20亿至30亿年后与大麦哲伦星云的合并，以及 40亿至50亿年后，仙女座星系与银河系的碰撞与合并。如果地球那时还存在，它最大的威胁不是星系碰撞，而是早已进入红巨星阶段的太阳，体积大幅膨胀，届时地球可能被太阳吞没，即使没有被吞没，也会因极高温度失去海洋与大气，不再适合生命存在。