天鹅座X区域的红、绿、蓝合成图,覆盖了所观测的区域。图片来源:《天体物理学杂志》(2025年)。DOI: 10.3847/1538 – 4357/adfa17

一个国际天文学家团队首次绘制出了银河系中最活跃的恒星形成区域之一——天鹅座X内一种被称为“一氧化碳暗分子气体”的神秘物质的大规模分布图。他们利用绿岸望远镜(GBT)获得的研究结果,为银河系中恒星的形成方式提供了至关重要的新线索。
几十年来,科学家们已知大多数新恒星诞生于寒冷的分子氢气云内部。这种分子氢大多无法被大多数望远镜观测到——它不会发出易于探测到的光。
传统上,天文学家通过寻找一氧化碳(CO)来探寻这些星云,一氧化碳这种分子就像恒星形成区域的闪烁标识。然而,事实证明,有大量恒星形成气体并不会在一氧化碳中“发光”。这种黑暗、隐藏的物质(称为一氧化碳暗分子气体)一直是天文学最大的盲点之一。
现在,天文学家首次通过观测原子复合产生的射电谱线(称为碳射电复合线,CRRLs),在大片天空(面积超过满月覆盖区域的100倍)上绘制出了这种隐藏气体的分布图。该团队绘制的分布图覆盖了热闹的天鹅座X区域,这是一个距离我们约5000光年的宇宙大都会,其中满是新生恒星。
“这就好像突然打开房间里的灯,看到了各种我们从未知晓其存在的结构,” 国家射电天文台(NRAO)的副科学家、发表在《天体物理学杂志》上这项新研究的主要作者金伯利·埃米格说道。

这组图片展示了天鹅座X星座中一氧化碳暗分子气体的位置,以及美国国家科学基金会绿岸望远镜获取的该气体在银纬和银经方向的数据。图片来源:美国国家科学基金会/美国大学天文研究协会/美国国家科学基金会国家射电天文台/P. 沃斯廷

新地图揭示了一个由弧线、山脊和暗气体网络构成的庞大网络,贯穿天鹅座X区域。这些形状显示了恒星形成物质在以一氧化碳形式在分子云中可见之前,聚集和增长的位置。研究表明,这些在极低射电频率下探测到的微弱碳信号,是揭示隐藏气体的强大工具,这种隐藏气体将普通物质与新恒星的形成直接联系起来。
研究人员发现,这种暗气体并非静止不动;它在流动、移动,且移动速度比之前认为的要快得多。这些湍流可以影响恒星形成的速度。研究团队还发现,这些碳线的亮度与该区域沐浴的强烈星光直接相关,突显了辐射在星系物质循环中所起的重要作用。
“通过让不可见的变得可见,我们终于可以追踪星系中的原材料是如何从简单原子转变为复杂分子结构,而这些结构终有一天会形成恒星、行星,甚至可能是生命,” 埃米格解释道,“而这仅仅是理解这些以前未被看到的力量的开始。”
绿岸望远镜已成为此类研究的世界顶级工具,甚至更大规模的碳射电复合线调查(如绿岸望远镜低频弥漫电离气体调查)正在进行中,以探索银河系的其他恒星形成区域。这里获得的见解将帮助世界各地的天文学家模拟我们的银河系——以及潜在的其他星系——如何构建恒星形成所需的巨大星云。

更多信息:
金伯利·L·埃米格等人,《天鹅座X中的冷暗气体:低频碳复合线的首次大规模绘图》,《天体物理学杂志》(2025年)。DOI: 10.3847/1538 – 4357/adfa17

期刊信息:
《天体物理学杂志》

资料来源:
国家射电天文台