JWST 的 The Brick 新形象。 (亚当·金斯伯格)
银河系中心的浓密乌云的神秘内部终于被揭开。
佛罗里达大学亚当·金斯堡 (Adam Ginsburg) 领导的天文学家团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜,成功观测到了名为 G0.253+0.016 的云层内部——俗称“砖块”,因为它非常黑暗、致密且不透明。
研究人员在那里发现的东西有点令人困惑——因为它与我们对这些云如何工作的理解不一致。
研究小组表示,这反过来意味着我们可能需要重新思考对恒星形成的理解。
砖块位于银河系中心的位置,用黄色圈出。图像中间的亮点是超大质量黑洞所在的地方。
银河系中心是一个奇怪的地方。一方面,有一个超大质量黑洞,在中间突然爆炸。由于黑洞及其引力,这个环境是狂野的。
但黑洞周围是一个密集地分布着非常厚的分子云的区域。这被称为中央分子带,它有点像银河系的烟雾缭绕的首都:那里的分子气体密度比银河系盘中的分子气体密度大几个数量级。
这对天文学家来说真的很有趣,因为厚分子气体是恒星形成的物质。它的冷云中的密度过高,在重力作用下崩溃,形成恒星的种子,恒星的种子通过从周围的云中拉出更多的物质而生长。
只有一个问题。这些云真的非常厚——厚到在大多数波长下都无法看到它们里面的东西。
砖块就是一个特别令人震惊的例子。它是银河系中最密集的分子云之一。但 JWST 拥有超能力。它用红外光观察宇宙——这个波长范围可以穿透厚厚的尘埃和气体云,其中较短的波长会被散射。
因此金斯伯格和他的团队将望远镜的金色蜂窝状眼睛转向银河系中心,凝视砖块的中心。
在那里,他们发现了一些意想不到的东西。一氧化碳 (CO) 冰。绝对是大量的东西。远远超出他们的预期——表明中心分子区富含这种物质。
金斯伯格说:“我们的观察令人信服地表明,冰在那里非常普遍,以至于未来的每一次观察都必须考虑到这一点。”
带有星星的 JWST 图像经过过滤和数字化处理。蓝色边缘是 CO 阻挡红色波长的结果。(亚当·金斯伯格)
如此多的二氧化碳冰的存在表明,砖块应该正在形成恒星;但事实并非如此。事实上,之前在云中检测到缺乏恒星形成一直让科学家们感到困惑,并提出了几种解释,包括高湍流和云本身相对年轻的年龄。
金斯伯格和他的同事找到了另一种解释。还记得我们提到过恒星是由冷气体形成的吗?在内部,砖块云比其他类似的云要温暖得多。目前尚不清楚原因,但进一步的调查和分析可能会提供一些线索。
CO丰度还表明,银河系中心的CO含量和尘埃与气体的比率(因为CO冰与尘埃颗粒结合)此前都被严重低估和低估。
这只是该团队使用 JWST 对 The Brick 进行观测的第一个发现。工作正在进行中,金斯伯格和他的同事希望他们能尽快找到一些答案。
“例如,我们不知道二氧化碳、水、二氧化碳和复杂分子的相对含量,”金斯伯格说。“通过光谱学,我们可以测量这些,并了解这些云中化学随着时间的推移如何进展。”
该研究已发表在《天体物理学杂志》上。