天文学家发现银河系中最大的结构,1600光年长的氢丝
大约138亿年前,我们的宇宙诞生于一次大爆炸,产生了第一个亚原子粒子和我们所知的物理定律。大约370,000年后,氢形成了,它是恒星的组成部分,它在内部融合氢和氦以产生所有较重的元素。虽然氢仍然是宇宙中最普遍的元素,但在星际介质(ISM)中探测单个氢气云可能很困难。
这使得研究恒星形成的早期阶段变得困难,这将为星系和宇宙的演化提供线索。由马克斯普朗克天文学研究所(MPIA)的天文学家领导的一个国际团队最近注意到我们银河系中有一条巨大的原子氢气丝。这个名为玛吉的结构位于大约55,000光年之外(在银河系的另一边),是我们银河系中观察到的最长的结构之一。
描述他们发现的研究最近发表在《天文学与天体物理学》杂志上,由博士乔纳斯赛德领导。MPIA的学生。来自维也纳大学、哈佛史密森天体物理学中心(CfA)、马克斯普朗克射电天文学研究所(MPIFR)、卡尔加里大学、海德堡大学、天体物理学和行星科学中心的研究人员加入了他的行列,在Argelander天文研究所,科学的印度理工学院,以及美国航空航天局喷气推进实验室(JPL)。
该研究基于银河系HIOH重组线调查(THOR)获得的数据,该观测计划依赖于新墨西哥州的KarlG。Jansky甚大阵列(VLA)。该项目使用VLA的厘米波无线电天线,研究分子云的形成、原子向分子氢的转化、星系的磁场以及与ISM和恒星形成相关的其他问题。
最终目的是确定两种最常见的氢同位素如何汇聚以形成上升为新恒星的致密云。同位素包括原子氢(H),由一个质子、一个电子和没有中子组成,分子氢(H2)或氘由一个质子、一个中子和一个电子组成。只有后者会凝结成相对致密的云,这些云会形成最终出现新恒星的寒冷区域。
原子氢如何转变为分子氢的过程在很大程度上仍然未知,这使得这种超长的灯丝成为一个特别令人兴奋的发现。已知最大的分子气体云通常长约800光年,而玛姬长3,900光年,宽130光年。正如Syed在最近的MPIA新闻稿中解释的那样:
这条灯丝的位置促成了这一成功。我们还不知道它是如何到达那里的。但是灯丝在银河系平面下方延伸了大约1600光年。观察结果还使我们能够确定氢气的速度。这使我们能够证明沿着灯丝的速度几乎没有区别。
银河系的一部分,由欧空局的盖亚卫星(顶部)测量。方框标记了Maggie灯丝的位置和原子氢分布的假彩色图像(底部),红线表示Maggie灯丝。
研究小组的分析表明,灯丝中的物质的平均速度为54kms1,他们主要是根据银河系圆盘的旋转来测量它。这意味着在宇宙背景下可以看到波长为21厘米(又名氢谱线)的辐射,从而使结构清晰可辨。观察结果还使我们能够确定氢气的速度,THOR负责人、该研究的合著者HenrikBeuther说。这使我们能够证明沿着灯丝的速度几乎没有区别。
由此,研究人员得出结论,玛吉是一个连贯的结构。这些发现证实了维也纳大学天体物理学家、该论文的合著者胡安D索勒(JuanD。Soler)一年前的观察结果。当他观察到这条细丝时,他以他的家乡哥伦比亚最长的河流命名它:RoMagdalena(英语:Margaret,或Maggie)。虽然Maggie在Soler早期对THOR数据的评估中被认出,但只有当前的研究毫无疑问地证明它是一个连贯的结构。
根据先前公布的数据,该团队还估计玛姬含有8的分子氢质量分数。经过仔细检查,研究小组注意到气体沿着灯丝聚集在不同的点,这使他们得出结论,氢气在这些位置积聚成大云。他们进一步推测,在这些环境中,原子气体会逐渐凝结成分子形式。
然而,许多问题仍未得到解答,赛义德补充道。我们希望其他数据能够为我们提供有关分子气体部分的更多线索,已经在等待分析。幸运的是,几个天基和地面天文台很快就会投入使用,这些望远镜将在未来用于研究这些细丝。其中包括詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)和平方公里阵列(SKA)等无线电巡天,这将使我们能够看到宇宙的最早时期(宇宙黎明)和我们宇宙中的第一批恒星。