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邱科平教授团队发现银河系中距离最远的大尺度结构: 最长的气态纤维还是新的旋臂?

基(ji)国家(jia)大科技(ji)基础设施FAST望远镜("中(zhong)国天眼(yan)")爱游戏官网天文与空间科学学院(yuan)邱科平教授团(tuan)队(dui)在距(ju)离银河系中心(xin)22 kpc1 kpc约为3262光年)的地方(fang)发现了(le)一条长度(du)5 kpc的中性氢结构根(gen)据其(qi)形(xing)态将其命名(ming)为"香蒲"(Cattail根据(ju)分(fen)析可能是目前银河系中距离最(zui)远尺(chi)度(du)最(zui)长的巨纤维结构或者是(shi)一段新的(de)旋臂图(tu)1中蓝色虚线所示

图1: 背景为目前对银河系结(jie)构(gou)(gou)认识的(de)概念性展示(R. Hurt: NASA/JPL-Caltech/SSC),蓝色(se)(se)虚线为本(ben)次(ci)发(fa)现的(de)"香蒲"结(jie)构(gou)(gou)所在位置,绿色(se)(se)虚线是同(tong)时(shi)发(fa)现的(de)外(wai)盾(dun)牌-半人(ren)马臂(bei)的延伸。

近年(nian)来,基于(yu)(yu)赫歇尔(Herschel)空间天文台等设备的观测(ce),天文学家发现(xian)(xian)银河系星际(ji)气体普遍呈现(xian)(xian)出(chu)纤维(wei)状或丝状结(jie)(jie)构(gou)。在多层次的气体纤维(wei)结(jie)(jie)构(gou)中(zhong)(zhong),长(zhang)度大于(yu)(yu)10 pc(1 pc约为3.26光年(nian))的被称为巨纤维(wei)结(jie)(jie)构(gou)。到目前为止,银河系已发现(xian)(xian)的巨纤维(wei)结(jie)(jie)构(gou)中(zhong)(zhong),尺(chi)度最(zui)大的约长(zhang)1 kpc,与银河系中(zhong)(zhong)心距离(li)最(zui)远为12 kpc。绝(jue)大部(bu)分巨纤维(wei)结(jie)(jie)构(gou)都是(shi)基于(yu)(yu)分子气体探针发现(xian)(xian)的。

   FAST是(shi)目前(qian)世界上口(kou)径最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)(de)(de)射电望远(yuan)(yuan)镜,能(neng)够(gou)给出分(fen)辨率(lv)和灵敏度(du)综合(he)性(xing)能(neng)最(zui)(zui)(zui)好的(de)(de)(de)中性(xing)氢21厘米谱(pu)线(xian)数据。结(jie)(jie)合(he)FAST和最(zui)(zui)(zui)新(xin)的(de)(de)(de)全天中性(xing)氢巡天项目HI4PI的(de)(de)(de)数据,邱科(ke)平教授(shou)团队发(fa)现"香(xiang)蒲(pu)(pu)"的(de)(de)(de)总长度(du)和银(yin)心距(ju)(ju)离(li)都远(yuan)(yuan)大(da)于(yu)以往(wang)所发(fa)现的(de)(de)(de)巨纤维(wei)(wei)结(jie)(jie)构(gou)。研究(jiu)团队提(ti)出了两(liang)种(zhong)可能(neng)性(xing): (1)"香(xiang)蒲(pu)(pu)"是(shi)银(yin)河系中距(ju)(ju)离(li)最(zui)(zui)(zui)远(yuan)(yuan)、尺度(du)最(zui)(zui)(zui)长的(de)(de)(de)巨纤维(wei)(wei)结(jie)(jie)构(gou),然(ran)而,理(li)论模型(xing)预言巨纤维(wei)(wei)结(jie)(jie)构(gou)一(yi)般与(yu)(yu)旋(xuan)臂(bei)(bei)成(cheng)协(xie),而在"香(xiang)蒲(pu)(pu)"视线(xian)方向上已知的(de)(de)(de)旋(xuan)臂(bei)(bei)离(li)银(yin)心最(zui)(zui)(zui)远(yuan)(yuan)也只有15 kpc,那么在银(yin)心距(ju)(ju)为22 kpc的(de)(de)(de)地方如(ru)何(he)产生这(zhei)(zhei)样的(de)(de)(de)巨纤维(wei)(wei)结(jie)(jie)构(gou)?这(zhei)(zhei)个问题(ti)目前(qian)没有好的(de)(de)(de)答案(an);(2)这(zhei)(zhei)是(shi)一(yi)段新(xin)的(de)(de)(de)、银(yin)心距(ju)(ju)为22 kpc的(de)(de)(de)旋(xuan)臂(bei)(bei),但(dan)是(shi)研究(jiu)发(fa)现它的(de)(de)(de)银(yin)纬高(gao)度(du)并不完全满(man)足这(zhei)(zhei)个距(ju)(ju)离(li)上物理(li)银(yin)盘的(de)(de)(de)翘曲程度(du)。因此(ci),无论哪一(yi)种(zhong)可能(neng)性(xing),都与(yu)(yu)目前(qian)的(de)(de)(de)银(yin)河系结(jie)(jie)构(gou)图像有显著偏差。"香(xiang)蒲(pu)(pu)"的(de)(de)(de)发(fa)现为我们(men)认识(shi)银(yin)河系结(jie)(jie)构(gou)提(ti)供了新(xin)的(de)(de)(de)视角。此(ci)外,此(ci)项工作还证认出外盾牌-半(ban)人(ren)马臂(bei)(bei)在银(yin)经70度(du)到100度(du)之间的(de)(de)(de)新(xin)的(de)(de)(de)延伸结(jie)(jie)构(gou)(图1中绿色虚(xu)线(xian)所示(shi))。

该(gai)项(xiang)研究成果将以"银河系中最大气体(ti)纤维状结构或(huo)一(yi)段新旋臂(bei)的阿发现(The discovery of the largest gas filament in our Galaxy, or a new spiral arm?)"为题(ti)在近期《天体(ti)物理(li)学快(kuai)报》(The Astrophysical Journal Letters)发表。所有作者(zhe)均来自(zi)于爱游(you)戏官网,邱科平(ping)教授(shou)为(wei)(wei)该(gai)论文通讯作(zuo)者,博士后李翀为(wei)(wei)第一作(zuo)者。据了(le)解(jie),该(gai)论文也是FAST第一篇(pian)谱线(xian)成(cheng)图工作(zuo)。该(gai)工作(zuo)得到(dao)了(le)科技部重点研发计划(hua)与(yu)国家自(zi)然科学基(ji)金的资助(zhu)。


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