物理科技生物学-PHYICA

天文学家发现银河系中最大的结构:一根3900光年长的氢灯丝

天文学与空间 2022-12-12 00:01:04

作者:马特·威廉姆斯,今日宇宙 由欧空局盖亚卫星测量的银河系部分(上图)

该框标记了“玛吉”灯丝的位置和原子氢分布的假彩色图像(底部),红线表示“玛吉”灯丝

信用:欧空局/盖亚/DPAC/T

穆勒/杰

赛义德/MPIA 大约13

80亿年前,我们的宇宙诞生于一场大爆炸,这场爆炸产生了第一批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,恒星内部的氢和氦融合在一起,形成了所有较重的元素

虽然氢仍然是宇宙中最普遍的元素,但在星际介质(ISM)中很难探测到单独的氢气云

这使得研究恒星形成的早期阶段变得困难,而这将为星系和宇宙的演化提供线索

由MPIA马普天文研究所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个巨大的氢原子气体细丝

这个结构名为Maggie,位于大约55000光年之外(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《天文学和天体物理学》杂志上,由博士乔纳斯·赛义德领导

D

MPIA大学的学生

维也纳大学、哈佛-史密森天体物理学中心、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、阿尔吉兰德天文研究所、印度科学研究所和美国航天局喷气推进实验室(JPL)的研究人员也加入了他的行列

这项研究是基于银河系HI/OH/重组线调查获得的数据,这是一个依靠卡尔·G

新墨西哥的扬斯基甚大阵(VLA)

利用VLA的厘米波段射电望远镜,这个项目研究分子云的形成,原子氢到分子氢的转换,星系的磁场,以及其他与ISM和恒星形成相关的问题

最终的目的是确定这两种最常见的氢同位素是如何聚合在一起,形成密集的云层,从而形成新的恒星

同位素包括由一个质子、一个电子和无中子组成的氢原子,以及由一个质子、一个中子和一个电子组成的氢分子(H2)

只有后者凝结成相对致密的云,形成结霜的区域,新的恒星最终会出现

信用:今日宇宙 原子氢如何转变成分子氢的过程仍然很大程度上是未知的,这使得这根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的长度通常约为800光年,而玛吉的长度为3900光年,宽度为130光年

正如赛义德在最近的MPIA新闻稿中所解释的: “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

但是灯丝延伸到银河系平面以下大约1600光年

观测结果也让我们能够确定氢气的速度

这使我们能够证明沿着细丝的速度几乎没有差别

" 研究小组的分析表明,细丝中的物质平均速度为54公里/秒-1,他们主要通过测量它与银河系圆盘的旋转来确定

这意味着在宇宙背景下,波长为21厘米的辐射(也就是“氢线”)是可见的,这使得结构清晰可辨

该研究的合著者、THOR的负责人Henrik Beuther说:“观测结果也让我们能够确定氢气的速度。”

“这使我们能够表明,沿着细丝的速度几乎没有差别

" 由此,研究人员得出结论,玛吉是一个连贯的结构

这些发现证实了胡安·D

索莱尔是维也纳大学的天体物理学家,也是这篇论文的合著者

当他观察到这条细丝时,他以他的祖国哥伦比亚最长的河流命名:马格达莱纳河(英语化:玛格丽特,或“玛吉”)

虽然玛姬在索勒早期对托尔数据的评估中是可识别的,但只有目前的研究毫无疑问地证明了这是一个连贯的结构

根据之前公布的数据,研究小组还估计玛姬含有8%质量分数的分子氢

经过更仔细的观察,研究小组注意到气体沿着灯丝汇聚在不同的位置,这让他们得出结论,氢气在这些位置聚集成大团

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,许多问题仍然没有答案,”赛义德补充说

“额外的数据已经在等待分析,我们希望这些数据能为我们提供更多关于分子气体分数的线索

“幸运的是,几个天基和地基天文台将很快投入运行,未来将配备望远镜来研究这些细丝

其中包括詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和像平方公里阵列(SKA)这样的无线电勘测,这将允许我们观察宇宙的最早时期(“宇宙黎明”)和我们宇宙中的第一批恒星

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