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银河画卷团队在本地臂上新发现巨纤维状分子云

  近期,银河画卷团队对银道面银经132.0≥l≥122.0度和银纬-1.0≤b≤3.0度区域进行了大视场CO分子谱线观测研究,并在+1至+4千米/秒的速度范围内发现一条巨纤维状分子云,团队将之命名为The Cassiopeia Filament-仙后座巨纤维状分子云。该研究成果正式发表在国际核心天文刊物The Astronomical Journal。

  纤维状分子云普遍出现于冷暗星际介质和恒星形成区, 在银河系结构与恒星形成中扮演着至关重要的角色。在大的尺度上,超过100pc的巨纤维状分子云通常被研究者形象地称为银河系旋臂的“骨骼”(bones)或“刺”(spurs)。基于德令哈13.7米毫米波望远镜和国内首台自主研发的多波束接收机“超导成像频谱仪”,紫台正在开展的“银河画卷”计划具备高灵敏度、多分子谱线、大天区覆盖、大动态范围等特点,是国际上领先的银道面分子气体巡天,为研究纤维状分子云提供了高质量的数据来源。

  通过精确的距离测量,银河画卷团队得到该巨纤维状分子云的东端距离为188pc,而西端距离约为553pc,由此估算的整个Cassiopeia Filament的长度超过390pc,是银河系中已知最长的纤维状分子云之一。观测得到的Cassiopeia Filament性质(如长度、柱密度、速度梯度)与数值模拟得到的星系旋臂间大尺度纤维状分子云相类似。根据其观测性质和在银道面上的三维位置(位置-位置-速度空间),团队认为Cassiopeia Filament是由银河系旋臂剪切运动而形成的巨纤维状分子云,犹如本地臂(Local arm)上的一个“刺”。该发现为研究银河系内大尺度气体结构的形成提供了重要样本。


图 1:上图为CfA-1.2m巡天获得的银道面12CO积分强度图(Dame et al. 2001),展示了银道面分子气体的整体图像。仙后座处的蓝色线条示意了此次发现的巨纤维状分子云的位置。下图为“银河画卷”的巡天观测获得的12CO图像,揭示了一条银经横跨约10度的巨纤维状分子云(The Cassiopeia Filament)。黄色线条为DisPerSe算法证认的纤维状结构。


图 2:左图为银河系俯视示意图,旋臂模型参数源自Reid et al.(2019)。黑色和红色点圆分别代表太阳和银心,而红色短线示意了The Cassiopeia Filament。右图为太阳近邻的放大图。图像来自银河画卷团队。

  论文第一作者为银河画卷团队的陈学鹏研究员。该项工作得到国家基金委FAST专项、科技部国家重点研发计划、以及中科院前沿科学重点研究计划等项目的支持。

  论文链接:https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac9ea2

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