對(duì)于浩瀚銀河系來說，地球人類所在的太陽系只是一個(gè)微不足道的存在。銀河系中心是什么樣子？一直以來，公眾特別好奇，科學(xué)家們則持續(xù)關(guān)注。
近日，由我國科研人員參與的國際研究團(tuán)隊(duì)依托阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡（ALMA），獲得了最大規(guī)模的ALMA圖像，揭示了銀河系核心隱藏的化學(xué)結(jié)構(gòu)。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。
覆蓋超650光年長度約3個(gè)滿月并排
該圖像所覆蓋的區(qū)域尺度超過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。這幅震撼人心的全新天文圖像，首次以前所未有的精細(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)。有學(xué)者指出，這是距離地球最近、唯一能夠讓人們以如此高分辨率研究的星系核區(qū)。
這也是ALMA首次對(duì)如此大范圍的天空區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)掃描，通過拼接大量獨(dú)立觀測(cè)數(shù)據(jù)獲得的馬賽克圖像，構(gòu)成天文圖像在天空投影上的長度，相當(dāng)于3個(gè)滿月并排。
科學(xué)家表示，獲得該天文圖像的高質(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。
更清晰地認(rèn)識(shí)星系形成與演化過程
ACES（ALMA中央分子區(qū)探索巡天）項(xiàng)目觀測(cè)為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)銀河系整個(gè)中央分子區(qū)冷氣體進(jìn)行如此精細(xì)的系統(tǒng)探測(cè)。
科研人員深入解析了銀河系中心區(qū)域復(fù)雜的化學(xué)組成，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，探測(cè)到數(shù)十種不同的分子。
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。
圖像顯示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)。在類似太陽系的銀河系外圍區(qū)域，這一過程已相對(duì)清楚，但在中心區(qū)域，其物理過程則更為極端。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。
中國天馬望遠(yuǎn)鏡等將發(fā)揮關(guān)鍵作用
作為ACES項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理工作組的核心成員之一，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)呂行研究員牽頭負(fù)責(zé)項(xiàng)目中一篇數(shù)據(jù)發(fā)布論文，發(fā)布了ACES項(xiàng)目觀測(cè)中的兩個(gè)中帶寬譜線窗口數(shù)據(jù)，包括6種代表性分子譜線的圖像。
該論文分析了連續(xù)譜及十余種分子譜線圖像的形態(tài)相似性、若干種同位素分子和同分異構(gòu)體分子之間的譜線強(qiáng)度比等問題，發(fā)現(xiàn)了中央分子區(qū)內(nèi)Sgr B2分子云內(nèi)一氧化硫分子的異常強(qiáng)發(fā)射、HC15N分子作為中央分子區(qū)中稠密氣體分子的可信探針的潛力、HN13C和H13CN的譜線強(qiáng)度比作為中央分子區(qū)中分子氣體溫度計(jì)的可能性等。
ACES項(xiàng)目的相關(guān)研究成果，已形成并在天文學(xué)期刊發(fā)表5篇論文。中國科學(xué)院上海天文臺(tái)多位科研人員和研究生也通過不同工作組參與到ACES項(xiàng)目中。
中國科學(xué)院上海天文臺(tái)科研團(tuán)隊(duì)利用我國天馬65米射電望遠(yuǎn)鏡及其新建的7波束K波段接收機(jī)，將在進(jìn)一步的研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
