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璀璨群星聚集夜空，形成了一條橫亙蒼穹的銀河。作為人類在浩瀚宇宙中的家園，銀河系的結(jié)構(gòu)和組成依然有很多謎團(tuán)。

利用中國天眼FAST，中科院國家天文臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)近日揭示了銀河系星際介質(zhì)前所未見的高清細(xì)節(jié)。

他們在搜尋銀河系內(nèi)脈沖星的過程中，同步記錄了星際介質(zhì)的譜線數(shù)據(jù)，揭示出銀河系中性氫氣體的精致結(jié)構(gòu)和電離氣體的彌漫特征。他們還測量大量暗弱脈沖星的法拉第效應(yīng)，顯現(xiàn)出銀河系內(nèi)大范圍的磁場特征;新證認(rèn)出兩例超新星爆炸的遺跡。這些研究結(jié)果對理解銀河系內(nèi)的星際生態(tài)循環(huán)有重要意義。相關(guān)研究成果12月10日作為特別專題發(fā)表在我國綜合國際期刊《中國科學(xué)：物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》上。

銀河內(nèi)千億恒星之間的廣袤星際空間并非虛無，而是充滿了稀薄的星際介質(zhì)。其中彌漫分布的氫原子氣體輻射出頻率為1420兆赫的譜線;稠密的氫原子匯聚冷卻，形成氫分子云團(tuán)，在高密度云團(tuán)核心中孕育出新一代恒星;新生的明亮恒星又能電離周圍氣體。恒星由生到死、不斷演化，其中一些最終爆炸成為超新星，產(chǎn)生超新星遺跡和脈沖星。爆炸激波能壓縮星際空間的氣體，將電子加速到接近光速。這些高速電子在星際磁場中運(yùn)動(dòng)，輻射微弱的無線電波。

“可以說，銀河系星際介質(zhì)隱藏了恒星生生死死的奧秘，一直是天文學(xué)家不斷探索的目標(biāo)?！表n金林指出。

基于FAST，韓金林團(tuán)隊(duì)于2019年設(shè)計(jì)并啟動(dòng)了銀道面脈沖星快照(GPPS)巡天，至今不到三年時(shí)間已發(fā)現(xiàn)500多顆脈沖星。

他們在搜尋脈沖星的同時(shí)，同步記錄了星際氣體輻射的譜線數(shù)據(jù)，兼具高靈敏度、高頻譜分辨率、高空間分辨率的特征，是研究銀河系結(jié)構(gòu)和星際生態(tài)循環(huán)極其寶貴的資源。該團(tuán)隊(duì)最近完成了第一批GPPS巡天譜線數(shù)據(jù)的處理，發(fā)布了銀河系星際空間原子氣體、電離氣體、磁場以及無線電輻射的最新研究結(jié)果。

專題主編上海交通大學(xué)景益鵬院士在編者按表示，高靈敏度FAST觀測揭示了銀河系前所未有的細(xì)節(jié)。所發(fā)表的中性氫和電離氫數(shù)據(jù)庫可以用于探索銀河系星際氣體的許多特征，為世界范圍內(nèi)的天文學(xué)家提供寶貴的數(shù)據(jù)資源。

韓金林研究員領(lǐng)銜國家天文臺(tái)“王綬琯巡天突擊隊(duì)”成員

韓金林說：“FAST作為世界頂級的大射電望遠(yuǎn)鏡，觀測時(shí)間極其寶貴。我們對銀河系逐點(diǎn)巡測、搜尋脈沖星過程中，順帶收集了數(shù)據(jù)，得到了銀河系氣體的高清圖像，沒有額外使用寶貴的望遠(yuǎn)鏡時(shí)間。”目前，他領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)仍在努力巡測FAST可見的銀河區(qū)域，目標(biāo)是最終完成銀河2900平方度區(qū)域巡測，未來結(jié)果可期。這個(gè)年輕團(tuán)隊(duì)平均年齡33歲，是國家天文臺(tái)授旗的“王綬琯巡天突擊隊(duì)”，他們矢志發(fā)揚(yáng)已故天文學(xué)家王綬琯院士勇于探索的科學(xué)精神，持觀天利器、出重大成果。

關(guān)鍵詞： 星際介質(zhì) 天文學(xué)家 星際空間 國家天文臺(tái) 電離氣體