新民晚報(bào)記者今天（25日）從中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)獲悉，該臺(tái)參與的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)依托阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡（ALMA），獲得史上最大規(guī)模的ALMA圖像，以前所未有的精細(xì)程度揭示了銀河系中心區(qū)域復(fù)雜的星際氣體絲狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)；而這一高質(zhì)量數(shù)據(jù)集將使天文學(xué)家能夠深入研究銀河系中心的位于超大質(zhì)量黑洞附近最極端環(huán)境下的恒星生命歷程。

史上最大規(guī)模的ALMA圖像展示了對(duì)銀河系中心的分子氣體（圖片來(lái)源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/S. Longmore 等；背景：ESO/D. Minniti等）

“這是一個(gè)充滿(mǎn)極端條件、肉眼無(wú)法觀測(cè)的區(qū)域，如今卻以前所未有的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)在我們眼前?！睔W洲南方天文臺(tái)（ESO）的天文學(xué)家、此次數(shù)據(jù)獲取團(tuán)隊(duì)的成員之一阿什利·巴恩斯表示。這些觀測(cè)為人們提供了銀河系所謂“中央分子區(qū)”（CMZ）中冷分子氣體的獨(dú)特視角，這些氣體正是恒星形成的原始物質(zhì)。這也是首次對(duì)整個(gè)CMZ區(qū)域的冷氣體進(jìn)行如此精細(xì)的系統(tǒng)探測(cè)。

此次圖像所覆蓋的區(qū)域尺度超過(guò)650光年，包含大量致密的氣體和塵埃云，環(huán)繞著位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞。“這是距離地球最近、唯一能夠讓我們以如此高分辨率研究的星系核區(qū)。”巴恩斯指出。該數(shù)據(jù)集以前所未有的方式揭示了CMZ的結(jié)構(gòu)特征，從尺度達(dá)數(shù)十光年的氣體結(jié)構(gòu)，一直到環(huán)繞單顆恒星的小尺度氣體云。

據(jù)悉，ACES（ALMA中央分子區(qū)探索巡天）重點(diǎn)研究的是冷分子氣體。該巡天深入解析了CMZ區(qū)域復(fù)雜的化學(xué)組成，探測(cè)到數(shù)十種不同的分子，從一氧化硅等簡(jiǎn)單分子，到甲醇、丙酮、乙醇等更為復(fù)雜的有機(jī)分子。

ALMA 觀測(cè)到的銀河系中心不同分子分布：ACES 已繪制出銀河系中心數(shù)十種分子的空間分布。此處展示的五種分子自上而下分別為：一硫化碳、異氰酸、 一氧化硅、一氧化硫和氰乙炔。（圖片來(lái)源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/S. Longmore 等）

冷分子氣體沿著絲狀結(jié)構(gòu)流動(dòng)，并匯聚到致密物質(zhì)團(tuán)塊中，為恒星的誕生提供物質(zhì)基礎(chǔ)。在類(lèi)似太陽(yáng)系的銀河系外圍區(qū)域，這一過(guò)程已相對(duì)清楚，但在中心區(qū)域，其物理過(guò)程則更為極端。

“CMZ孕育了銀河系中已知質(zhì)量最大的恒星群體，其中許多恒星演化迅速、壽命短暫，最終以強(qiáng)烈的超新星爆發(fā)，甚至是極超新星級(jí)別的爆炸結(jié)束生命?！盇CES項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、英國(guó)利物浦約翰摩爾斯大學(xué)天體物理學(xué)教授史蒂夫·朗莫爾表示。通過(guò)ACES，天文學(xué)家希望深入理解這些極端現(xiàn)象如何影響恒星的形成過(guò)程，并檢驗(yàn)現(xiàn)有恒星形成理論在極端環(huán)境下是否仍然適用。

“通過(guò)研究CMZ中的恒星形成，我們也能夠更清晰地認(rèn)識(shí)星系的形成與演化過(guò)程?！崩誓獱栄a(bǔ)充道，“我們認(rèn)為該區(qū)域在許多方面與早期宇宙中的星系相似，那些星系中的恒星同樣誕生于高度混亂且極端的環(huán)境之中。”

為獲取這一全新數(shù)據(jù)集，天文學(xué)家利用了位于智利阿塔卡馬沙漠的ALMA。這是ALMA 首次對(duì)如此大范圍的天空區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)掃描，因此也構(gòu)成了迄今為止規(guī)模最大的ALMA圖像。在天空投影上，這一通過(guò)拼接大量獨(dú)立觀測(cè)數(shù)據(jù)獲得的馬賽克圖像，其長(zhǎng)度相當(dāng)于三個(gè)月亮并排。

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員呂行是ACES項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理工作組的核心成員之一，并牽頭負(fù)責(zé)其中一篇數(shù)據(jù)發(fā)布論文（Paper Ⅳ）。該論文發(fā)布了ACES觀測(cè)中的兩個(gè)中帶寬譜線(xiàn)窗口數(shù)據(jù)，包括六種代表性分子譜線(xiàn)的圖像。此外，論文分析了連續(xù)譜及十余種分子譜線(xiàn)圖像的形態(tài)相似性、若干種同位素分子和同分異構(gòu)體分子之間的譜線(xiàn)強(qiáng)度比等問(wèn)題。上海天文臺(tái)的多位科研人員和研究生也通過(guò)不同工作組參與了ACES項(xiàng)目。“我們正在并行開(kāi)展K波段觀測(cè)項(xiàng)目，針對(duì)關(guān)鍵分子譜線(xiàn)進(jìn)行觀測(cè)，以約束ACES覆蓋區(qū)域內(nèi)氣體的溫度。上海天文臺(tái)的天馬65米射電望遠(yuǎn)鏡及其新建的7波束k波段接收機(jī)，將在這一研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用?！眳涡斜硎?。

據(jù)悉，ACES項(xiàng)目的相關(guān)成果已形成五篇論文，已被《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）接收發(fā)表，并有第六篇論文已近接收。

原標(biāo)題：《長(zhǎng)度相當(dāng)于三個(gè)月亮并排，前所未見(jiàn)細(xì)節(jié)曝光！史上最大規(guī)模的ALMA圖像來(lái)了》

欄目編輯：馬丹

來(lái)源：作者：新民晚報(bào) 郜陽(yáng)