“中國天眼”看清極高速星際云內(nèi)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

科技日報(bào)上海7月16日電 （記者王春）近期，中國科學(xué)院上海天文臺聯(lián)合國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)，依托被稱為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），在銀河系一團(tuán)超高速運(yùn)動的星際氣體云中，首次觀測到由超音速湍流主導(dǎo)的復(fù)雜絲狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。這一成果為揭示星際介質(zhì)在結(jié)構(gòu)形成早期的演化機(jī)制提供了全新視角，相關(guān)論文16日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》。

該研究的對象是一個被稱作G165的極高速云。這是一團(tuán)由氫原子組成的大質(zhì)量氣體云，距地球約5萬光年，位于遠(yuǎn)離銀河盤面的高銀緯區(qū)域，在銀河系外圍空間以大約300公里/秒的速度高速運(yùn)行。科研人員解釋稱，G165因位置偏遠(yuǎn)、環(huán)境孤立，幾乎不受恒星輻射與引力擾動等常見因素影響，成為研究星際云早期階段形成與演化的理想天然實(shí)驗(yàn)室。

FAST的超高靈敏度與空間分辨率，使科學(xué)家得以揭示極高速云內(nèi)部前所未有的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。觀測研究表明，G165主要由暖中性介質(zhì)組成，內(nèi)部存在顯著的超音速湍流運(yùn)動，局部速度波動超過20公里/秒。常規(guī)高速云通常具有顯著的冷暖氣體混合特征，而G165則表現(xiàn)出截然不同的組成結(jié)構(gòu)，其物質(zhì)幾乎完全由暖中性氣體構(gòu)成。這一顯著差異表明以G165為代表的極高速云處于星際云演化過程更早期階段。

該研究通過FAST中性氫21厘米譜線觀測，清晰地揭示出G165內(nèi)部存在高度結(jié)構(gòu)化特征——其內(nèi)部充滿復(fù)雜交織的絲狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在多個速度層中形成網(wǎng)狀分布。

觀測顯示，這些絲狀體在三維空間中以扭曲形態(tài)相互交錯，其徑向密度剖面呈現(xiàn)顯著不對稱性。這一結(jié)構(gòu)形態(tài)表明G165內(nèi)部存在激波壓縮過程，系統(tǒng)整體呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的湍流特征。