【天文學家團隊揭銀心「太空龍捲風」細絲結構 或為物質循環關鍵拼圖】

綜合外媒報導,國際天文學家團隊近期利用設於智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA),於銀河系中心發現前所未見的細絲狀結構,有望揭示銀心物質循環的嶄新機制。研究成果已刊登於國際期刊《天文學與天文物理學》(Astronomy & Astrophysics)。該次發現聚焦於環繞銀河系中央超大質量黑洞的「銀心分子區」(Central Molecular Zone, CMZ),此區布滿劇烈擾動的氣體與塵埃,為恆星誕生與物質轉化的重要場域。一直以來,學界已知CMZ內分子物質不斷歷經形成與瓦解的循環,但驅動此過程的內部機制未明。

上海交通大學楊凱教授領導的國際團隊,在觀測CMZ中一氧化矽(SiO)分子時,意外發現一系列細長結構,其寬度僅約0.01秒差距,遠離已知恆星形成區,特徵與任何既有天體明顯不同。團隊指出,這些「細絲狀結構」(slim filaments)在包括SiO、甲醇(CH₃OH)等九種分子的輻射中皆有顯現,顯示其來源極為特殊。

上海天文台研究教授陸星形容,這些細絲猶如「太空龍捲風」,由短暫但猛烈的氣體衝擊波所造成,可將星際分子物質有效拋灑至更廣闊空間。他認為,這些細絲或為維持銀心物質平衡的關鍵部件。研究團隊指出,這些細絲並不具備典型氣體外流或緻密絲狀結構的特徵,與塵埃輻射亦無關聯,更不處於靜力平衡狀態,顯示其結構來自動態劇變。透過ALMA高解析度觀測,團隊清晰辨識到SiO 5-4轉動躍遷信號,此現象僅在衝擊波作用區域可見,加上甲醇邁射與多種複雜有機分子的豐富存在,進一步印證衝擊波為成因之最有力假設。

上海交通大學張一宸教授強調,ALMA望遠鏡精度極高,讓團隊首次得以將分子輻射與塵埃分離觀測,突破以往對銀心結構的解析極限。研究亦提出一種嶄新的銀心物質循環模型:細絲因衝擊波而生成,將分子如SiO、CH₃OH、CH₃CN(乙腈)、HC₃N(氰基乙炔)釋入星際介質;待細絲消散,這些物質再補充回CMZ,最終凝結於塵埃顆粒表面,形成物質的釋出與吸納的循環平衡。楊凱教授表示,團隊將進一步透過ALMA進行更大範圍的觀測,包括多種SiO躍遷譜線及整個CMZ的高解析普查,並配合數值模擬,深入探索這些神秘細絲的起源與演化,期望揭開銀河系最活躍地帶的物質命運之謎。

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