對于浩瀚銀河系來說，地球人類所在的太陽系只是一個微不足道的存在。銀河系中心是什么樣子？一直以來，公眾特別好奇，科學家們則持續(xù)關注。

近日，由我國科研人員參與的國際研究團隊依托阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列望遠鏡（ALMA），獲得了最大規(guī)模的ALMA圖像，揭示了銀河系核心隱藏的化學結(jié)構(gòu)。這一高質(zhì)量數(shù)據(jù)集將使天文學家能夠深入研究銀河系中心的位于超大質(zhì)量黑洞附近最極端環(huán)境下的恒星生命歷程。

史上最大規(guī)模的ALMA圖像展示了對銀河系中心的分子氣體。

覆蓋超650光年長度約3個滿月并排

該圖像所覆蓋的區(qū)域尺度超過650光年，包含大量致密的氣體和塵埃云，環(huán)繞著位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞。這幅震撼人心的全新天文圖像，首次以前所未有的精細程度揭示了銀河系中心區(qū)域復雜的星際氣體絲狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡。有學者指出，這是距離地球最近、唯一能夠讓人們以如此高分辨率研究的星系核區(qū)。

這也是ALMA首次對如此大范圍的天空區(qū)域進行系統(tǒng)掃描，通過拼接大量獨立觀測數(shù)據(jù)獲得的馬賽克圖像，構(gòu)成天文圖像在天空投影上的長度，相當于3個滿月并排。

科學家表示，獲得該天文圖像的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集，將使天文學家能夠深入研究銀河系中心的、位于超大質(zhì)量黑洞附近最極端環(huán)境下的恒星生命歷程。

更清晰地認識星系形成與演化過程

ACES（ALMA中央分子區(qū)探索巡天）項目觀測為提供了銀河系所謂中央分子區(qū)（CMZ）中冷分子氣體的獨特視角，這些氣體正是恒星形成的原始物質(zhì)。這也是首次對銀河系整個中央分子區(qū)冷氣體進行如此精細的系統(tǒng)探測。

科研人員深入解析了銀河系中心區(qū)域復雜的化學組成，從一氧化硅等簡單分子，到甲醇、丙酮、乙醇等更為復雜的有機分子，探測到數(shù)十種不同的分子。

ALMA觀測到的銀河系中心不同分子分布：ACES已繪制出銀河系中心數(shù)十種分子的空間分布。此處展示的五種分子自上而下分別為：一硫化碳、異氰酸、一氧化硅、一氧化硫和氰乙炔。

圖像顯示冷分子氣體沿著絲狀結(jié)構(gòu)流動，并匯聚到致密物質(zhì)團塊中，為恒星的誕生提供物質(zhì)基礎。在類似太陽系的銀河系外圍區(qū)域，這一過程已相對清楚，但在中心區(qū)域，其物理過程則更為極端。天文學家希望深入理解這些極端現(xiàn)象如何影響恒星的形成過程，并檢驗現(xiàn)有恒星形成理論在極端環(huán)境下是否仍然適用。

中國天馬望遠鏡等將發(fā)揮關鍵作用

作為ACES項目數(shù)據(jù)處理工作組的核心成員之一，中國科學院上海天文臺呂行研究員牽頭負責項目中一篇數(shù)據(jù)發(fā)布論文，發(fā)布了ACES項目觀測中的兩個中帶寬譜線窗口數(shù)據(jù)，包括6種代表性分子譜線的圖像。

該論文分析了連續(xù)譜及十余種分子譜線圖像的形態(tài)相似性、若干種同位素分子和同分異構(gòu)體分子之間的譜線強度比等問題，發(fā)現(xiàn)了中央分子區(qū)內(nèi)Sgr B2分子云內(nèi)一氧化硫分子的異常強發(fā)射、HC15N分子作為中央分子區(qū)中稠密氣體分子的可信探針的潛力、HN13C和H13CN的譜線強度比作為中央分子區(qū)中分子氣體溫度計的可能性等。

ACES項目的相關研究成果，已形成并在天文學期刊發(fā)表5篇論文。中國科學院上海天文臺多位科研人員和研究生也通過不同工作組參與到ACES項目中。

中國科學院上海天文臺科研團隊利用我國天馬65米射電望遠鏡及其新建的7波束K波段接收機，將在進一步的研究中發(fā)揮關鍵作用。