國家天文台研究人員揭示銀河系存在大量暗分子氣體

近日，國家天文台射電研究部李菂研究員，湯寧宇助理研究員等基於Arecibo望遠鏡分米波吸收線「世紀巡天」(Millennium Survey)數據，並結合紫金山天文台13.7m等數個望遠鏡的毫米波觀測，精確地測量了針對43個類星體方向的銀河系氣體狀態，這是國際上首次系統利用羥基OH吸收線結合一氧化碳對銀河系氣體進行研究。研究給出了OH激發溫度的准對數正則分布，並確定其峰值接近銀河系同步輻射與宇宙微波背景之和。研究也揭示了銀河系暗分子氣體的大量存在，將幫助修正星系中的恆星形成率測量及對相關星系演化的理解。研究論文已在有較高影響的天文學期刊—《天體物理學雜誌增刊》（The Astrophysical Journal Supplement Series）上發表。

氫是宇宙中最豐富的元素。氫原子和氫分子是星際介質中最主要的氣體成分。我們一般通過氫原子21cm譜線及一氧化碳CO發射來研究原子、分子氫氣。但近年的多種觀測（伽馬天文台，普朗克衛星，紅外巡天等等）表明，存在以前被21cm線及CO發射線遺漏的分子氣體，即所謂「暗」氣體。氧是宇宙中僅次於氫和氦的豐富元素，簡單氫化物OH是人類第一個發現的射電分子，但關於銀河系內OH的大規模研究迷之匱乏。這項工作展示了利用類星體OH吸收線系統研究暗分子氣體的潛力，明確了OH的一個重要性質既其溫度接近宇宙微波背景。後續、更大規模的類似研究已經進入FAST和SKA的相關科學規劃。在未來的五到十年這些大型新設備及系統新方法，將精確測算銀河系物質成分，特別是分子氣體的總含量，修正我們對於恆星形成過程的理解。

文章鏈接: http://dx.doi.org/10.3847/1538-4365/aaa762。

Arxiv鏈接: https://arxiv.org/abs/1801.04373。

三張典型星際介質的譜線集。左:冷原子氣體 中:暗氣體 右:分子氣體。暗氣體的特徵是有原子和分子的類星體吸收，沒有一氧化碳發射。

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