“中國天眼”揭秘極高速雲

    【中新社北京十六日電】依托被譽為“中國天眼”的五百米口徑球面射電望遠鏡(FAST)，中國科學院上海天文台聯合中外科研機構，最近在銀河系一團超高速運動的星際氣體雲中，首次觀測到由超音速湍流主導的複雜絲狀結構網絡。

    看清內部細節

    這項重要天文觀測研究成果，為揭示星際介質在早期演化階段的結構形成機制提供了全新視角，相關研究論文十六日在國際專業學術期刊《自然——天文學》上線發表。

    據介紹，此次“中國天眼”的觀測對象是一個被稱作G165的極高速雲，它是一團由氫原子組成的大質量氣體雲，距離地球約五萬光年，位於遠離銀河盤面的高銀緯區域，在銀河系外圍空間以每秒約三百公里的速度高速運行。

    論文第一作者及通訊作者、中國科學院上海天文台博士後劉訓川介紹說，本項研究成果為理解銀河系外緣原子氣體的內部結構形成，以及星系尺度的物質循環提供關鍵觀測證據，也為揭示銀河系恆星形成的物質來源與演化路徑提供新線索。

    論文共同通訊作者、中國科學院上海天文台研究員沈志強表示，“中國天眼”以其超高靈敏度與空間分辨率，使科學家得以揭示極高速雲內部前所未有的結構細節。這次觀測研究表明，G165氣體雲主要由暖中性介質組成，內部存在顯著的超音速湍流運動，局部速度波動超過每秒二十公里。

    常規高速雲通常具有顯著的冷暖氣體混合特徵，而G165則表現出截然不同的組成結構：其物質幾乎完全由暖中性氣體構成，冷中性氣體成分極少甚至可以忽略。論文共同通訊作者、中國科學院上海天文台研究員劉鐵指出，這一顯著差異表明，以G165為代表的極高速雲處於星際雲演化過程中的極早期階段。

    儘管此前研究表明暖中性介質內部應當平靜均勻，但本項研究通過“中國天眼”中性氫二十一厘米譜線觀測，清晰揭示出G165內部存在高度結構化的特徵：其內部充滿複雜交織的絲狀結構，這些結構在多個速度層中形成網狀分佈。

    進一步通過“中國天眼”觀測研究顯示，這些絲狀體在三維空間中以扭曲形態相互交錯，構成複雜的氣體網絡拓撲，其徑向密度剖面呈現顯著不對稱性。這些結構形態表明，G165內部存在激波壓縮過程，系統整體呈現出強烈的湍流特徵。

    助力探索星際

    為探究這種複雜結構的成因，論文作者之一、中國科學院上海天文台研究員李北成利用自主開發的高精度磁流體力學數值模擬工具進行數值模擬，結果為理解星際雲早期結構形成的物理機制提供重要線索。

    研究團隊表示，相關研究未來將繼續依托“中國天眼”，對更多極高速雲開展系統觀測，進一步探索星際結構形成的普適物理規律。