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大家好，我是魅力科學(xué)君，今天我們要聊的話題是：一項近日發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上的最新研究表明，太陽系附近發(fā)現(xiàn)巨型結(jié)構(gòu)，其跨度高達100光年。 根據(jù)介紹，此次研究主要致力于搜尋此前未被發(fā)現(xiàn)的分子云，簡單來講，分子云就是主要由分子構(gòu)成的星際云，它們是宇宙中恒星誕生的主要場所，具有相當(dāng)高的研究價值。
由于分子云有很多都位于宇宙中的“黑暗區(qū)域”，我們很難直接觀測到它們的存在，因此在過去的研究中，科學(xué)家主要將一氧化碳來作為分子云的“示蹤劑”，這是因為一氧化碳分子具有不對稱結(jié)構(gòu)和永久電偶極矩，能夠在低溫下通過轉(zhuǎn)動能級的躍遷發(fā)射特定波段的電磁輻射（毫米波和亞毫米波）。 然而這樣的方法卻有很大的局限性，畢竟并不是所有的分子云都有足夠數(shù)量的一氧化碳，也正因為如此，研究人員將目光投向了氫分子。 作為宇宙中豐度最高的元素，氫占據(jù)了可觀測宇宙中大約73.9%的質(zhì)量（不含暗物質(zhì)和暗能量），所以在分子云中，氫分子的含量穩(wěn)居第一，只不過由于氫分子是一種非常對稱的分子，它們沒有永久的永久電偶極矩，無法像一氧化碳分子那樣在低溫下發(fā)射特定波段的電磁輻射。
根據(jù)研究人員的介紹，此次研究采用了一種新的方法，其關(guān)鍵原理在于利用了氫分子在特定條件下的一個特性：遠紫外熒光。 簡單來講，當(dāng)氫分子暴露在紫外線輻射下時，它們會吸收這些高能量的光子，從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，而處于高能態(tài)的氫分子是不穩(wěn)定的，它們又會釋放出能量，回落到低能態(tài)，這個釋放能量的過程并非簡單地發(fā)出吸收的紫外線光子，而是通過一系列復(fù)雜的躍遷，輻射出波長在遠紫外波段的光子，這就是所謂的遠紫外熒光。 所以從理論上來講，我們就可以通過遠紫外熒光發(fā)現(xiàn)分子云的存在。 為了驗證這種方法是否可行，研究人員對已知的遠紫外波段的探測數(shù)據(jù)進行了大量的梳理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在我們太陽系附近，就存在著一片巨大的分子云，隨后研究人員將其命名為“厄俄斯”（Eos，古希臘神話中的黎明女神）。
研究人員表示，“厄俄斯”靠近一個能提供強大紫外線輻射的“光源”——“北銀極支”（North Polar Spur），這是一個充斥大量電離氣體和強磁場巨大區(qū)域，從銀河系平面一直延伸到北天極，正是其釋放出的紫外線輻射，幫助我們發(fā)現(xiàn)了“厄俄斯”的存在。 探測數(shù)據(jù)表明，這個巨型結(jié)構(gòu)在整體上呈現(xiàn)為類似月牙的形狀，其跨度高達100光年，位于距離地球僅約300光年的地方，在宇宙尺度上，這可以說是非常近了，如果我們可以直接看到它的話，其在天空中的視直徑就大概是滿月的40倍。
（↑“厄俄斯”的可視化效果圖） 值得一提的是，盡管“厄俄斯”的估計質(zhì)量約為太陽的2000倍，但它卻沒有足夠的時間“孕育”出恒星，這是因為來自“北銀極支”的高能光子和宇宙射線正在逐漸將其“打散”，根據(jù)此次研究的估算，平均每100萬年，“厄俄斯”就會損失相當(dāng)于600個太陽的質(zhì)量，所以在不太遙遠的未來，這個巨型結(jié)構(gòu)就會完全消散在宇宙之中。 研究人員表示，“厄俄斯”的發(fā)現(xiàn)，證實這種全新的探測方法是有效的，而這只是一個開始，目前研究團隊正在致力于更深入的研究，在未來，我們將有望找到更多此前未被發(fā)現(xiàn)的分子云，這將有助于我們更好地理解恒星及其行星系統(tǒng)的誕生和演化過程。 參考資料：A nearby dark molecular cloud in the Local Bubble revealed via H2 fluorescence. Nat Astron (2025)，doi.org/10.1038/s41550-025-02541-7 |
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