天文學家在銀河系中發現綿延3900光年的巨大絲狀結構

由馬克斯-普朗克天文研究所(MPIA)的研究人員領導的一組天文學家發現了銀河系中最長的已知結構之一。它綿延約3900光年,幾乎完全由原子氫氣組成。這個被稱為 “Maggie” 的絲狀結構可能代表了恆星物質循環中的一個環節。對測量結果的分析表明,這些原子氣體在局部匯聚,形成分子氫氣。當被壓縮在大型雲層中時,這就是恆星最終形成的材料。

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氫是宇宙中最廣泛的物質,也是形成恆星的主要成分。不幸的是,探測單個的氫氣雲是一項艱巨的任務,這使得對恆星形成的早期階段的研究具有挑戰性。這就是最近由MPIA的天文學家領導的這個國際研究小組發現這個絲狀結構令人激動的原因。

MPIA的博士生、周二發表在《天文學與天體物理學》雜誌上的論文的第一作者Jonas Syed說:“這個‘燈絲’的位置促成了這次成功。我們還不知道它到底是如何到達那裡的。但是這根‘燈絲’在銀河系平面下延伸了大約1600光年。因此,來自氫氣的輻射,其波長為21厘米,在背景中明顯突出,使‘燈絲’可見。”

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Henrik Beuther解釋說:“這些觀測還使我們能夠確定氫氣的速度。”他是這項研究的共同作者,也是MPIA的THOR(銀河系HI/OH/重合線調查)觀測項目的負責人,這些數據就是基於此。“這使我們能夠表明,沿着燈絲的速度幾乎沒有差別。”因此,研究人員得出結論,它確實是一個連貫的結構。

它的平均速度主要由銀河系盤的旋轉決定。Sümeyye Suri說:“有了這些信息和分析數據的新方法,我們成功地確定了燈絲的大小和距離”。她是另一位合著者和前MPIA天文學家,現在維也納大學工作。“它大約有3900光年長,130光年寬。”在大約55000光年的距離上,它位於銀河系的遠端。相比之下,最大的已知分子氣體雲通常“只”綿延大約800光年。

氫在宇宙中以各種狀態出現。天文學家發現它以原子和分子的形式存在,其中兩個原子被連接在一起。只有分子氣體才會凝結成相對緊湊的雲層,從而發展出寒冷區域,最終出現新的恆星。但是,從原子氫到分子氫的轉變究竟是如何發生的,在很大程度上仍然是未知的。這使得研究這條特別長的“燈絲”的機會更加令人興奮。

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共同作者Juan D. Soler在一年前已經發現了這個天體的第一個線索。他以他的祖國哥倫比亞最長的河流馬格達萊納河(Río Magdalena)為名,將這個絲狀結構命名為“Maggie”。“Maggie在早期的數據評估中已經可以被識別。但只有目前的研究毫無疑問地證明了它是一個連貫的結構,”Soler解釋說,他最近從MPIA調到羅馬的國家天體物理研究所(INAF)。

經過仔細檢查,研究小組注意到,氣體在沿着“燈絲”的某些點上會聚。他們得出結論,氫氣在這些地方積聚,並凝結成大的雲團。研究人員還懷疑,那些是原子氣體逐漸轉變為分子形式的環境。

  • 在以前發表的數據中,他們確實發現了Maggie含有質量分數約為8%的分子氫的證據。我們所看到的可能是銀河系中的一個區域,那裡正在產生新恆星的直接原材料。因此,新的恆星可能在遙遠的未來在這裡形成。“然而,許多問題仍未得到解答,”Syed指出。“額外的數據,我們希望能給我們提供更多關於分子氣體部分的線索,已經在等待分析。”

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