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银河系中心正在旋转着空间龙卷风

了解 ALMA 如何让天体物理学家近距离观察塑造星系的动态力量,这些力量被称为太空龙卷风。

作者:Paul Smaglik
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图片来源:Triff/Shutterstock

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肉眼看来,太空是静止的、宁静的。但对于通过日益强大的望远镜观察太空的科学家来说,太空看起来是湍动的,有猛烈的气体流冲击着形成迷人形状然后消散的尘埃物质。

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现在,一个由国际天文学家组成的团队动用了阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 来更好地观察这一现象。ALMA 惊人的高分辨率增强了对银河系中心区域的剧烈搅动景象的清晰度。

这个区域围绕着超大质量黑洞人马座 A* (Sgr A*),充当着一种银河系的混合搅拌碗,旋转着气体和尘埃,并发出冲击波涟漪。观测这些活动的astronomers 在《天文学与天体物理学》杂志上报道了一项新发现:长而细的纤维状结构是太空物质循环的重要副产品。

窥探太空龙卷风

“我们可以将它们想象成太空龙卷风:它们是猛烈的气体流,很快就会消散,并且能有效地将物质分散到周围环境中,”上海天文台研究员、该研究论文的作者之一 Xing Lu 在一份新闻稿中说道。

我们星系核心被称为中央分子区 (CMZ) 是一个活跃区域的普遍观点并非新鲜事。驱动银河系“混音器”的力量长期以来一直是个谜。观测这个湍动环境与产生的细长纤维状结构之间的相互作用,以及冲击波的传播,可以更全面地了解 CMZ 内部的循环过程。

这个湍动环境内部的动态相互作用以及由此产生的细长纤维状结构,展现了一幅更清晰的活动画面。但纤维状结构的存在又带来了另一个谜团。

“这些纤维状结构与我们所知的任何物体都不同,它们真的让我们感到惊讶,”该论文的作者之一、中国上海交通大学的astrophysicist Kai Yang 在一份新闻稿中说道。“从那时起,我们就一直在思考它们是什么。”


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提出新模型

细长的纤维状结构不符合此类系统的流出模型,因此它们不符合之前发现的致密气体纤维状结构的特征。因此,它们也不符合其他先前发现的致密气体纤维状类型的特征。它们似乎也与尘埃辐射无关。

Yang 的团队推测,冲击过程产生了这些纤维状结构,因为这些力量释放出金属氧化物 (SiO),这是一种用于探测冲击波的有用分子。这种力还将几种复杂的有机分子推入气相,将它们搅动,直到它们形成纤维状结构。然后,这些细长的纤维状结构消散,将其内容物释放回 CMZ。最后,这些新释放的分子冻结成尘埃颗粒。

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如果这些纤维状结构广泛存在于整个银河系中,并且研究人员的理论是正确的,那么它们的形成和消散代表着星系中分子耗竭和补充的循环平衡。


文章来源

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  • Paul Smaglik

    在加入Discover Magazine之前,Paul Smaglik做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

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