銀河系是我們所在的星系，它包含了數百億顆恒星和行星，以及大量的塵埃和氣體。銀河系的形狀一直是天文學家感興趣的問題，因為它可以反映出銀河系的形成和演化歷史。然而，要確定銀河系的形狀并不容易，因為我們處在銀河系的內部，無法從外部觀察它。
藝術家想象的銀河系結構。有兩條主旋臂從核球的短棒向外延伸
目前，天文學家普遍認為銀河系是一個旋渦星系，即它有一個中心凸起的盤狀結構，周圍有四條螺旋臂。這種形狀是通過觀測銀河系內部的恒星和氣體分布而推斷出來的。然而，這種方法有一個局限性，就是無法確定銀河系盤面的彎曲程度。銀河系盤面可能是平坦的，也可能是彎曲的，甚至是扭曲的。
星系UGC 12158的照片。這是被認為是在外觀上最類似于銀河系的星系
為了解決這個問題，一些天文學家轉向了觀測銀河系外部的星系。通過比較不同星系的形狀和特征，他們希望能夠找到與銀河系相似的星系，并推斷出銀河系可能的形狀。然而，這種方法也有一個難題，就是如何從海量的數據中篩選出與銀河系相似的星系。人工進行這種篩選非常耗時和低效。
最近，一項發表在《自然·天文學》雜志上的研究利用了人工智能（AI）來解決這個難題。該研究團隊使用了一種名為卷積神經網絡（CNN）的AI算法，它可以從圖像中提取特征并進行分類。他們訓練了CNN來識別不同形狀的星系，并將它們分為平坦、彎曲或扭曲三類。
他們使用了歐洲空間局（ESA）赫歇爾太空望遠鏡（Herschel Space Observatory）收集的超過10萬個星系圖像作為訓練數據，并用CNN對它們進行了分類。然后，他們用CNN對另外約2萬個星系圖像進行了測試，并與人工分類進行了比較。結果顯示，CNN的分類準確率達到了90%以上12。
利用CNN分類好的星系圖像，他們進一步篩選出了與銀河系最相似的1000個星系，并對它們進行了詳細的分析。他們發現，這些星系中有45%是平坦的，12%是彎曲的，43%是扭曲的。
斯皮策空間望遠鏡拍攝的銀河系中心圖象
根據這些結果，他們推斷出銀河系也很可能是一個扭曲的星系。這意味著銀河系盤面的兩端向上和向下彎曲，形成了一個「S」形。
銀河系盤面的扭曲可能是由于它受到了其他星系的引力擾動。其中一個可能的干擾者是大麥哲倫云（LMC），它是銀河系最大的衛星星系，距離我們約16萬光年。LMC的品質比之前估計的要大得多，它正在以每秒250公里的速度穿過銀河系的暗物質暈 。
暗物質是一種看不見也感覺不到的物質，但它占據了宇宙中大部分的物質。暗物質暈是一種由暗物質構成的球形結構，它包圍著星系，并為星系提供了引力支撐。LMC在穿過暗物質暈時，會對銀河系產生巨大的引力牽引，從而導致銀河系盤面發生扭曲 。
銀河系剖面的示意圖
這種扭曲對于銀河系內部的恒星和行星并沒有什麼影響，因為它們距離銀河系中心較近，受到更強的引力束縛。然而，這種扭曲對于我們了解銀河系的結構和演化有著重要的意義。通過測量銀河系盤面的扭曲程度和方向，我們可以推斷出LMC對銀河系的影響力，以及LMC何時開始進入銀河系的暗物質暈 。
此外，通過觀測銀河系盤面的扭曲，我們還可以探測到暗物質暈的形狀和密度分布。這些信息對于我們理解暗物質的本質和性質有著重要的價值 。
總之，天文學家利用人工智能揭示了銀河系盤面的真實形狀，發現它是一個扭曲的「S」形。這一發現不僅展示了銀河系美麗而獨特的外貌，也為我們揭開了銀河系和暗物質暈背后的奧秘。