天文學(xué)家揭示了先前望遠(yuǎn)鏡無法觀測(cè)的一氧化碳暗分子氣體

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翻譯：楊幸允

校對(duì)：牧夫校對(duì)組

編排：陳宏宇

后臺(tái)：朱宸宇

https://phys.org/news/2025-10-astronomers-expose-dark-molecular-gas.html

天鵝座X區(qū)的紅、綠、藍(lán)合成圖覆蓋了被觀測(cè)的天區(qū)。圖片來源：DOI: 10.3847/1538-4357/adfa17

一個(gè)國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)首次繪制出了位于我們銀河系最活躍的恒星形成區(qū)域之一，天鵝座X區(qū)中，神秘的一氧化碳暗分子氣體的大規(guī)模分布圖。他們的研究利用了綠岸射電望遠(yuǎn)鏡（GBT），為理解銀河系恒星形成機(jī)制提供了關(guān)鍵的新線索。

幾十年來，科學(xué)家們已經(jīng)知道大多數(shù)新生恒星誕生于冷分子氫氣云中。而這類分子氫對(duì)大多數(shù)望遠(yuǎn)鏡來說是無法觀測(cè)的——它不會(huì)發(fā)出易于探測(cè)的光線。

通常，天文學(xué)家通過搜尋一氧化碳（CO）來尋找這些氣體云；它們?nèi)缤阈切纬蓞^(qū)域的閃光標(biāo)識(shí)。但是，許多恒星形成氣體并不在一氧化碳中“發(fā)光”。這種黑暗隱蔽的物質(zhì)（所謂的“一氧化碳暗分子氣體”）一直是天文學(xué)領(lǐng)域最大的盲區(qū)之一。

現(xiàn)在，天文學(xué)家首次通過觀測(cè)原子復(fù)合產(chǎn)生的射電譜線，也就是碳射電復(fù)合線（Carbon Radio Recombination Lines, CRRLs），記錄了覆蓋范圍達(dá)滿月面積的百倍以上的天區(qū)中的隱藏氣體。這個(gè)團(tuán)隊(duì)觀測(cè)的天區(qū)覆蓋了生機(jī)勃勃的天鵝座X區(qū)域——在這座距地球約5000光年的宇宙大都市中恒星在源源不斷地誕生。

“這就像突然打開房間里的燈，然后看到各種我們從不知道在那里的結(jié)構(gòu)，”美國國家射電天文臺(tái)（NRAO）的副研究員金伯利·埃米格（Kimberly Emig）說。她是這項(xiàng)發(fā)表在《天體物理學(xué)報(bào)》上的研究的第一作者。

這組圖像展示了天鵝座X中一氧化碳暗分子氣體的位置以及美國國家科學(xué)基金會(huì)綠岸望遠(yuǎn)鏡關(guān)于該氣體在銀河經(jīng)緯度上的觀測(cè)數(shù)據(jù)。圖片來源：美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、美國大學(xué)天文研究所（AUI）、美國國家射電天文臺(tái)（NRAO）和P·福斯滕（P.Vosteen）

新的觀測(cè)揭示了天鵝座X中錯(cuò)綜復(fù)雜的弧線、脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)和暗氣體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它們告訴了天文學(xué)家，在以分子云中一氧化碳的形式顯現(xiàn)之前，恒星形成物質(zhì)聚集和成長(zhǎng)的區(qū)域。研究表明，這些在極低射電頻率下探測(cè)到的微弱碳信號(hào)是揭示隱蔽氣體的強(qiáng)大工具；這些氣體直接關(guān)系到普通物質(zhì)在新生恒星形成中的作用。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些暗氣體并非靜止不動(dòng)。它們會(huì)移動(dòng)和改變形狀，而且其運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)高于此前的認(rèn)知。這些湍流會(huì)影響恒星形成的速率。他們還發(fā)現(xiàn)，這些碳譜線的亮度與該區(qū)域強(qiáng)烈的星光直接相關(guān)，表明了輻射在星系物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮了重要作用。

“通過讓之前隱藏的結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出來，我們終于能夠追蹤銀河系中原始物質(zhì)如何從簡(jiǎn)單的原子轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)；這些結(jié)構(gòu)終將演變成恒星、行星，甚至可能是生命，”埃米格解釋說，“而這僅僅是理解這些前所未見的力量的開端。”

綠岸望遠(yuǎn)鏡是世界上進(jìn)行這類研究的首要工具，而旨在探索銀河系中其他恒星形成區(qū)域的規(guī)模更大的碳射電復(fù)合線巡天項(xiàng)目（比如綠岸望遠(yuǎn)鏡低頻漫射電離氣體巡天計(jì)劃）正在籌備中。這項(xiàng)研究中的見解將幫助全世界的天文學(xué)家建立關(guān)于銀河系（甚至其他星系）中巨型星云以及其中的恒星形成的模型。

原文鏈接：https://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/adfa17

責(zé)任編輯：郭皓存

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萊蒙彗星閃耀

萊蒙彗星正在變亮，并進(jìn)入北天的早晨視野。除了SWAN25B彗星和ATLAS彗星外，C/2025 A6（Lemmon）彗星是目前第三顆在雙筒望遠(yuǎn)鏡和長(zhǎng)曝光相機(jī)下可見的彗星。萊蒙彗星是今年早些時(shí)候發(fā)現(xiàn)的，它仍在向太陽系內(nèi)部移動(dòng)。這顆彗星將于11月8日接近太陽，但首先它將在10月21日經(jīng)過距離地球最近的位置——大約相當(dāng)于地球-太陽距離的一半。雖然彗星的亮度預(yù)測(cè)向來困難，但樂觀的估計(jì)顯示，萊蒙彗星隨后將變得肉眼可見。這顆彗星在黎明前的天空最易觀測(cè)，直到10月中旬，之后它也將在傍晚的天空可見。展示彗星分裂和快速變化的離子尾部的特寫圖像，是上周末在美國德克薩斯州拍攝的。

圖片版權(quán)：Victor Sabet和Julien De Winter

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