天文学家发现银河系中最大结构Maggie

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大约138亿年前,我们的宇宙在一次巨大的爆炸中诞生,产生了第一批亚原子粒子和我们所知道的物理定律。大约370000年后,氢形成,这是恒星的一部分。恒星内部的氢和氦熔合形成了所有较重的元素。

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尽管氢仍然是宇宙中最常见的元素,但在星际介质(ISM)中探测一个氢云可能非常困难。

这使得研究恒星形成的早期阶段变得困难,因为这将为星系和宇宙的演化提供线索。由马克斯·普朗克天文研究所(MPIA)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原子氢丝。这个名为玛姬的结构位于55000光年之外(银河系的另一边),是迄今为止在我们银河系中观测到的最长结构之一。

相关研究报告已在《占星术与天体物理学》上发表。据报道,这项研究由MPIA博士生乔纳斯·赛义德(Jonas Syed)领导。他还与维也纳大学、哈佛史密森天体物理中心(CFA)、马克斯-普朗克无线电天文研究所(MPIFR)、卡尔加里大学、海德堡大学、天体物理和行星科学中心、阿吉兰天体文学研究所等研究人员合作。印度科学研究所和NASA的喷气推进实验(JPL)。

本研究基于牛奶路hi/OH/推荐线调查(Thor)获得的数据。Thor是一个依靠新墨西哥州carl-g-youngsky超大天线阵列(VLA)的观测项目。该项目使用VLA的厘米波无线电天线来研究分子云的形成、从原子氢到分子氢的转化、星系的磁场以及其他与ism和恒星形成有关的问题。

最终目标是确定两种最常见的氢同位素如何会聚并形成稠密的云以形成新的恒星。这些同位素包括原子氢(H)——由一个质子、一个电子和没有中子组成——和分子氢(H2)——由两个通过共价键连接在一起的氢原子组成。只有后者凝结成相对致密的云,形成结霜区域,最终形成新的恒星。

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原子氢如何转变为分子氢在很大程度上仍然是未知的,这使得这种超长长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约800光年长,而玛吉则长3900光年,宽130光年。正如赛义德在MPIA最近的新闻稿中所说:“这条灯丝的位置促成了这一成功。我们不知道它是如何到达那里的。但这条灯丝延伸到银河系平面以下约1600光年。观测还使我们能够确定氢的速度。这使我们能够表明,沿灯丝的速度几乎没有差异。”

研究小组的分析表明,细丝中物质的平均速度为54km/s-1,这主要是通过测量其与星系盘的旋转来确定的。这意味着波长为21厘米的辐射(也被称为“氢谱线”)在宇宙背景中是可见的,这使得结构可以清楚地识别。“观测还使我们能够确定氢的速度,”Thor的主任、该研究的合著者Henrik beuther说。“这使我们能够证明沿灯丝的速度差别很小。”

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由此,研究人员得出结论,玛姬是一个连贯的结构。这些发现证实了维也纳大学天体物理学家Juan D. Soler和一年前论文的共同作者的观点。当他观察到这条细丝时,他把它命名为río Magdalena,这是他家乡哥伦比亚最长的河流。尽管在索勒对托尔数据的早期评估中可以识别出玛吉,但只有目前的研究无疑证明了它是一个连贯的结构。

根据之前公布的数据,研究小组还估计玛姬的氢分子质量分数为8%。在仔细检查后,研究小组注意到气体聚集在灯丝的不同位置,这使他们得出结论,氢在这些位置聚集成了大云团。他们进一步推测,在这些环境中,原子气体将逐渐凝结成分子形式。

“然而,许多问题仍然没有答案,”赛义德补充道。“我们希望为我们提供更多关于分子气体部分的线索。更多的数据有待分析。”幸运的是,几座天基和陆基观测站不久将投入使用,这些望远镜将装备在未来研究这些细丝。其中包括詹姆斯·韦伯太空望远镜和射电勘测,如平方公里阵列,这将使我们能够看到宇宙的最早时期和宇宙中的第一颗恒星。

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