每經(jīng)編輯｜張錦河    

據(jù)央視新聞7月16日消息，近日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)聯(lián)合國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)，依托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(dòng)的星際氣體云中，首次觀測(cè)到了由超音速湍流主導(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)成果于2025年7月16日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》（Nature Astronomy）在線發(fā)表。

這項(xiàng)研究的對(duì)象是一個(gè)被稱作G165的極高速云（VHVC）。這是一團(tuán)由氫原子組成的大質(zhì)量氣體云，距離地球約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每秒約300公里的速度高速運(yùn)行。G165極高速云因其位置偏遠(yuǎn)、環(huán)境孤立，幾乎不受恒星輻射與引力擾動(dòng)等常見因素影響，成為研究星際云早期階段的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(cè)研究表明，G165氣體云主要由暖中性介質(zhì)組成，內(nèi)部存在顯著的超音速湍流運(yùn)動(dòng)，局部速度波動(dòng)超過每秒20公里。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中的更早期階段。

具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的極高速云概念圖

該研究通過FAST中性氫21厘米譜線觀測(cè)，清晰地揭示出G165內(nèi)部存在高度結(jié)構(gòu)化的特征：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(gè)速度層中形成網(wǎng)狀分布。這些絲狀體在三維空間中以扭曲形態(tài)相互交錯(cuò)，其徑向密度剖面呈現(xiàn)顯著不對(duì)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。

該研究成果為揭示恒星形成區(qū)的物質(zhì)來源與演化路徑提供了新線索。科研團(tuán)隊(duì)未來將繼續(xù)依托FAST望遠(yuǎn)鏡，對(duì)更多極高速云開展系統(tǒng)觀測(cè)，進(jìn)一步探索星際結(jié)構(gòu)形成的普適物理規(guī)律。

值得注意的是，約2個(gè)月前中國天眼就曾有過一次重要發(fā)現(xiàn)。

央視新聞5月23日?qǐng)?bào)道，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)韓金林研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用中國天眼FAST發(fā)現(xiàn)了一個(gè)罕見的毫秒脈沖星，與伴星以3.6小時(shí)的周期相互繞轉(zhuǎn)，且有六分之一的時(shí)間被伴星遮擋（即掩食，猶如日食或月食），這一發(fā)現(xiàn)對(duì)恒星演化理論、致密星吸積物理和雙星合并的引力波源研究具有重要意義，該研究成果5月23日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。

浩瀚的銀河系中，大多數(shù)恒星都是成對(duì)出現(xiàn)，以雙星系統(tǒng)的形式共同演化。天文學(xué)家對(duì)于單個(gè)恒星如何演化已有相對(duì)清晰的認(rèn)識(shí)，但雙星如何交互和演化在過去幾十年里一直是天文學(xué)領(lǐng)域的前沿難題。

中國天眼FAST的靈敏度極高，是發(fā)現(xiàn)脈沖星的利器，對(duì)處于極短周期軌道上的脈沖星更為敏銳。研究團(tuán)隊(duì)利用FAST對(duì)銀河系進(jìn)行脈沖星深度搜索時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一顆自轉(zhuǎn)周期為10.55毫秒的毫秒脈沖星，該團(tuán)隊(duì)在多次后隨驗(yàn)證觀測(cè)之后確認(rèn)它處于一個(gè)半徑僅50萬公里的致密軌道，與伴星相互繞轉(zhuǎn)的軌道周期僅為3.6小時(shí)，每個(gè)周期都有約六分之一的時(shí)間被伴星遮擋。據(jù)推測(cè)，這個(gè)伴星的質(zhì)量至少有1個(gè)太陽那么重，遠(yuǎn)超出一般掩食脈沖星的伴星，但狹小的軌道根本容不下一個(gè)像太陽這樣的恒星。由多方面的限制推斷，這個(gè)伴星不是普通恒星，也不是演化后的致密星，而應(yīng)該是經(jīng)歷過公共包層演化階段被剝?nèi)ネ鈱託怏w的恒星內(nèi)核，即一顆炙熱的氦星。脈沖星信號(hào)掩食是氦星甩出的星風(fēng)物質(zhì)遮擋引起的。

圖片來源：央視新聞

這類特殊的雙星系統(tǒng)極為罕見，并且難以觀測(cè)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谟钪嬷写婊顣r(shí)間僅約一千萬年，對(duì)于138億年的宇宙而言，如同夜空中稍縱即逝的流星。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)所做的模擬分析表明，在銀河系千億顆恒星中，目前類似這樣的系統(tǒng)僅有幾十個(gè)。此次這一罕見天體的發(fā)現(xiàn)有望為天文學(xué)研究帶來多方面的突破，它不僅有助于完善和深化我們對(duì)恒星，特別是雙星演化具體過程的理解，比如雙星演化過程中兩顆星如何靠近導(dǎo)致軌道收縮、兩顆星之間如何進(jìn)行物質(zhì)交流、中子星進(jìn)入伴星內(nèi)部之后如何自轉(zhuǎn)加速到幾個(gè)毫秒，公共氫元素包層如何被致密星吹跑等，這個(gè)天體還是致密星吸積大量物質(zhì)后中微子散熱理論的重要例證。它還將推動(dòng)引力波源預(yù)測(cè)、深度光學(xué)/紅外的氦星觀測(cè)等領(lǐng)域的研究，為人們更好地認(rèn)識(shí)宇宙天體及其演化過程提供重要支撐。

每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合自央視新聞