在銀河系湍流的中心發(fā)現(xiàn)巨大的“太空龍卷風(fēng)”

在銀河系中心的絕對(duì)混亂中，我們剛剛發(fā)現(xiàn)了一種新的湍流結(jié)構(gòu)。

凝視圍繞銀河系超大質(zhì)量黑洞，天文學(xué)家已經(jīng)在物質(zhì)流出附近發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)而細(xì)的氣體細(xì)絲?；ńz已被識(shí)別周圍銀河中心之前，但這些新細(xì)絲與所見(jiàn)過(guò)的任何其他細(xì)絲都不同。

經(jīng)過(guò)困惑和分析，由上海交通大學(xué)楊凱領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)確定，它們代表了一種前所未有的氣體在整個(gè) CMZ 中擴(kuò)散的機(jī)制——一種宇宙龍卷風(fēng)。

“當(dāng)我們檢查顯示流出的 ALMA 圖像時(shí)，我們注意到這些細(xì)長(zhǎng)的細(xì)絲在空間上與任何恒星形成區(qū)域相偏移，”Yang 說(shuō).“與我們所知道的任何物體不同，這些細(xì)絲真的讓我們感到驚訝。”

CMZ 是一個(gè)富含塵埃和分子氣體的云區(qū)域，在星系核心周圍翻騰。它的測(cè)量達(dá)到2,000 光年，而且它很密集。它包含近 80%占銀河系中所有致密氣體的 5%，約占銀河系所有分子氣體的 5%。

可以想象，所有這些密集的材料構(gòu)成了一個(gè)有點(diǎn)狂野的環(huán)境，云層猛烈地撞擊著太空最高每秒 100 公里.激波前沿和湍流很常見(jiàn)。云層在無(wú)休止的循環(huán)中形成、分裂和重組。

目前尚不清楚是什么推動(dòng)了這個(gè)過(guò)程，但 CMZ 有點(diǎn)難以研究。因?yàn)槠渲械脑茖臃浅Ｃ芗?，所以要窺視它們中間可能有點(diǎn)棘手。Yang 及其同事使用了強(qiáng)大的 Atacama 大型毫米/亞毫米陣列 （阿爾瑪） 試圖闡明 CMZ 中起作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

他們專門尋找一氧化硅的痕跡，這種氣體的存在在追蹤和描繪沖擊方面特別有用。然而，他們并沒(méi)有預(yù)料到他們發(fā)現(xiàn)了什么：在一氧化硅中繪制出的非常長(zhǎng)而窄的細(xì)絲，其比例比 CMZ 中發(fā)現(xiàn)的其他細(xì)絲更精細(xì)。

研究小組將這些結(jié)構(gòu)命名為“細(xì)絲”，并著手更詳細(xì)地分析它們。除了一氧化硅外，細(xì)長(zhǎng)的細(xì)絲還含有復(fù)雜的有機(jī)分子環(huán)丙烯基、甲醛、氰乙炔、甲醇、異氰酸、一氧化硫和乙腈。

此外，它們的速度分布與其他種類細(xì)絲的測(cè)量值不一致，并且它們以湍流壓力為主。這表明這些結(jié)構(gòu)可能有點(diǎn)像龍卷風(fēng)或塵暴，并發(fā)揮著類似的作用。

“我們的研究通過(guò)發(fā)現(xiàn)這些細(xì)長(zhǎng)的細(xì)絲是材料循環(huán)的重要組成部分，為迷人的銀河中心景觀做出了貢獻(xiàn)?！?a>天文學(xué)家 Xing Lu 說(shuō)中國(guó)上海天文臺(tái)。

“我們可以將這些想象成太空龍卷風(fēng)：它們是猛烈的氣體流，很快就會(huì)消散，并且它們會(huì)有效地將物質(zhì)分配到環(huán)境中。”

盡管尚不清楚細(xì)絲是如何形成的，但研究人員認(rèn)為，休克在其起源中起著一定的作用。CMZ 碰撞產(chǎn)生的沖擊可能會(huì)產(chǎn)生湍流細(xì)絲，這些湍流將復(fù)雜分子加熱到氣相中并釋放到星際介質(zhì)中。

當(dāng)它們冷卻時(shí)，這些分子會(huì)恢復(fù)為塵埃，補(bǔ)充 CMZ 并重新分配其物質(zhì)。如果細(xì)絲在整個(gè) CMZ 中的含量與研究人員在觀察樣本中發(fā)現(xiàn)的一樣豐富，那么它們將解釋該地區(qū)回收率的很大一部分。

“我們推測(cè)，這些細(xì)長(zhǎng)的細(xì)絲代表了與附近分子云中通常觀察到的致密氣體細(xì)絲不同的類別，它們可能是由激波和分子云之間的相互作用引起的，”研究人員在他們的論文中寫道.

“它們最終在 10,000 年內(nèi)消散可能會(huì)富集星際介質(zhì)中的一氧化硅和幾種復(fù)雜的有機(jī)分子，從而導(dǎo)致在 CMZ 中觀察到的一氧化硅和復(fù)雜有機(jī)分子的廣泛排放?！?/p>

該研究已發(fā)表在天文學(xué)與天體物理學(xué).

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