在银河系湍流的中心发现巨大的“太空龙卷风”

在银河系中心的绝对混乱中，我们刚刚发现了一种新的湍流结构。

凝视围绕银河系超大质量黑洞，天文学家已经在物质流出附近发现了长而细的气体细丝。花丝已被识别周围银河中心之前，但这些新细丝与所见过的任何其他细丝都不同。

经过困惑和分析，由上海交通大学杨凯领导的天文学家团队确定，它们代表了一种前所未有的气体在整个 CMZ 中扩散的机制——一种宇宙龙卷风。

“当我们检查显示流出的 ALMA 图像时，我们注意到这些细长的细丝在空间上与任何恒星形成区域相偏移，”Yang 说.“与我们所知道的任何物体不同，这些细丝真的让我们感到惊讶。”

CMZ 是一个富含尘埃和分子气体的云区域，在星系核心周围翻腾。它的测量达到2,000 光年，而且它很密集。它包含近 80%占银河系中所有致密气体的 5%，约占银河系所有分子气体的 5%。

可以想象，所有这些密集的材料构成了一个有点狂野的环境，云层猛烈地撞击着太空最高每秒 100 公里.激波前沿和湍流很常见。云层在无休止的循环中形成、分裂和重组。

目前尚不清楚是什么推动了这个过程，但 CMZ 有点难以研究。因为其中的云层非常密集，所以要窥视它们中间可能有点棘手。Yang 及其同事使用了强大的 Atacama 大型毫米/亚毫米阵列 （阿尔玛） 试图阐明 CMZ 中起作用的动态过程。

他们专门寻找一氧化硅的痕迹，这种气体的存在在追踪和描绘冲击方面特别有用。然而，他们并没有预料到他们发现了什么：在一氧化硅中绘制出的非常长而窄的细丝，其比例比 CMZ 中发现的其他细丝更精细。

研究小组将这些结构命名为“细丝”，并着手更详细地分析它们。除了一氧化硅外，细长的细丝还含有复杂的有机分子环丙烯基、甲醛、氰乙炔、甲醇、异氰酸、一氧化硫和乙腈。

此外，它们的速度分布与其他种类细丝的测量值不一致，并且它们以湍流压力为主。这表明这些结构可能有点像龙卷风或尘暴，并发挥着类似的作用。

“我们的研究通过发现这些细长的细丝是材料循环的重要组成部分，为迷人的银河中心景观做出了贡献。”天文学家 Xing Lu 说中国上海天文台。

“我们可以将这些想象成太空龙卷风：它们是猛烈的气体流，很快就会消散，并且它们会有效地将物质分配到环境中。”

尽管尚不清楚细丝是如何形成的，但研究人员认为，休克在其起源中起着一定的作用。CMZ 碰撞产生的冲击可能会产生湍流细丝，这些湍流将复杂分子加热到气相中并释放到星际介质中。

当它们冷却时，这些分子会恢复为尘埃，补充 CMZ 并重新分配其物质。如果细丝在整个 CMZ 中的含量与研究人员在观察样本中发现的一样丰富，那么它们将解释该地区回收率的很大一部分。

“我们推测，这些细长的细丝代表了与附近分子云中通常观察到的致密气体细丝不同的类别，它们可能是由激波和分子云之间的相互作用引起的，”研究人员在他们的论文中写道.

“它们最终在 10,000 年内消散可能会富集星际介质中的一氧化硅和几种复杂的有机分子，从而导致在 CMZ 中观察到的一氧化硅和复杂有机分子的广泛排放。”

该研究已发表在天文学与天体物理学.

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