在銀河系湍流的中心發現巨大的“太空龍卷風”

在銀河系中心的絕對混亂中，我們剛剛發現了一種新的湍流結構。

凝視圍繞銀河系超大質量黑洞，天文學家已經在物質流出附近發現了長而細的氣體細絲。花絲已被識別周圍銀河中心之前，但這些新細絲與所見過的任何其他細絲都不同。

經過困惑和分析，由上海交通大學楊凱領導的天文學家團隊確定，它們代表了一種前所未有的氣體在整個 CMZ 中擴散的機制——一種宇宙龍卷風。

“當我們檢查顯示流出的 ALMA 圖像時，我們注意到這些細長的細絲在空間上與任何恒星形成區域相偏移，”Yang 說.“與我們所知道的任何物體不同，這些細絲真的讓我們感到驚訝。”

CMZ 是一個富含塵埃和分子氣體的云區域，在星系核心周圍翻騰。它的測量達到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成了一個有點狂野的環境，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。云層在無休止的循環中形成、分裂和重組。

目前尚不清楚是什么推動了這個過程，但 CMZ 有點難以研究。因為其中的云層非常密集，所以要窺視它們中間可能有點棘手。Yang 及其同事使用了強大的 Atacama 大型毫米/亞毫米陣列 （阿爾瑪） 試圖闡明 CMZ 中起作用的動態過程。

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，他們并沒有預料到他們發現了什么：在一氧化硅中繪制出的非常長而窄的細絲，其比例比 CMZ 中發現的其他細絲更精細。

研究小組將這些結構命名為“細絲”，并著手更詳細地分析它們。除了一氧化硅外，細長的細絲還含有復雜的有機分子環丙烯基、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絲的測量值不一致，并且它們以湍流壓力為主。這表明這些結構可能有點像龍卷風或塵暴，并發揮著類似的作用。

“我們的研究通過發現這些細長的細絲是材料循環的重要組成部分，為迷人的銀河中心景觀做出了貢獻。”天文學家 Xing Lu 說中國上海天文臺。

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

盡管尚不清楚細絲是如何形成的，但研究人員認為，休克在其起源中起著一定的作用。CMZ 碰撞產生的沖擊可能會產生湍流細絲，這些湍流將復雜分子加熱到氣相中并釋放到星際介質中。

當它們冷卻時，這些分子會恢復為塵埃，補充 CMZ 并重新分配其物質。如果細絲在整個 CMZ 中的含量與研究人員在觀察樣本中發現的一樣豐富，那么它們將解釋該地區回收率的很大一部分。

“我們推測，這些細長的細絲代表了與附近分子云中通常觀察到的致密氣體細絲不同的類別，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 年內消散可能會富集星際介質中的一氧化硅和幾種復雜的有機分子，從而導致在 CMZ 中觀察到的一氧化硅和復雜有機分子的廣泛排放。”

該研究已發表在天文學與天體物理學.

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