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      科研動態

      國家天文臺科研人員首次捕捉星際暗云的誕生、輔助FAST科學規劃

      發表日期:2019-05-20來源:放大 縮小

        國家天文臺星際介質演化及恒星形成團組的博士研究生左沛及其導師李菂研究員綜合利用Arecibo 300米射電望遠鏡,美國FCRAO望遠鏡,以及Herschel空間紅外望遠鏡,首次觀測到正在誕生的分子暗云。他們題為“Catching the Birth of a Dark Molecular Cloud for the First Time的文章近日在美國天體物理雜志發表,并被《自然》雜志選為研究亮點予以介紹(《Nature- Research Highlight)。    

        氫是宇宙中豐度最高的元素,是物質的主要組分。氫原子(HI)發出波長為21cm超精細結構譜線輻射,是現代射電天文學的開創性發現之一。恒星形成于星際分子云中。因此氫原子HI轉化為氫分子H2的過程是宇宙可視結構形成的關鍵起始步驟。銀河系中存在著大量的氫原子和氫分子。但是由于氫原子彌漫在整個銀河系,以及氫分子缺乏永久偶極矩,難以在銀河系內的同一區域同時對二者進行準確測量。我們發展并命名了一種名為中性氫窄線自吸收(HI Narrow Self-AbsorptionHINSA)的觀測方法,在適當條件下解決了這一問題。HINSA方法通過分離氫原子HI的吸收成分直接測量分子云中的氫原子柱密度,并基于此進一步分析得到分子氫氣形成速率及分子云的化學年齡。 

        左沛及李菂等基于對孤立冷暗分子云的空間及地面望遠鏡的多波段觀測,利用HINSA方法首次發現了圍繞塵埃暗云的相對富含原子的環狀結構,揭示了為正在形成的分子云。基于天體化學模型的計算表明氫原子的豐度分布為2%-0.2%,形成時標約為6百萬年。這一結果約束了氫分子形成速率、輔助星系演化(特別是氣體)的模擬,并確定了原行星盤化學演化的重要初始參數。這項工作展示了射電波段HINSA觀測方法的重要功能,也為FAST科學規劃提供了觀測依據。FAST開展的高靈敏中性氫巡天,能夠大規模測量銀河系內的HINSA特征,為理解星際介質演化提供系統的觀測基礎。 

        文章鏈接:http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aad571/meta 

        Nature research highlights鏈接:https://www.nature.com/articles/d41586-018-07280-6 

        灰度圖為分子云B227的2MASS消光,覆蓋的藍色陰影和黑色等高線為HI與H2柱密度之比[HI]/[H2],紅色等高線為13 CO與H2柱密度之比。黑色等高線的值分別為最大值的10%,40%和 70%,最大值為2.1×10-2 。紅色等高線的值分別為最大值的10%,30%,50%,70%和 90%,最大值為2.1×10-6 。藍,紅,灰色同心圓(環)部分為分子云對應的“洋蔥”殼層二維模型。白色框部分為分子云的觀測譜線,藍色及紅色部分分別代表 HINSA 現象的HI及13CO譜線。

          

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