撰文：罗伯特.李                    2023年12月7日

银河系中心区域的图像，显示了我们的超大质量黑洞（Sgr A*）、“砖块”和其他关键结构。（图片：Henshaw/MPIA）

天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）深入观察了“砖块”，这是一个靠近银河系中心的黑暗致密区域，揭示了一个看似矛盾的现象：它同时是温暖的和冰冷的。这一发现可能会动摇我们的恒星形成理论。

砖块，正式名称为G0.253+0.016，是一个矩形、湍流、近乎不透明的气体云，质量相当于大约100000个太阳，估计长度约为50光年，宽度约为20光年，密度令人难以置信。作为1000至2000光年宽的、中央分子带气体复合体的一部分，“砖块”长期以来一直吸引着天文学家，因为尽管它充满了凉爽、致密的气体— 恒星的积木— 该地区的恒星出生率出乎意料地低。

现在，JWST的红外观测能力表明，“砖块”富含冷冻的一氧化碳，这意味着银河系中心的冰，比天文学家之前认为的更普遍。12月4日，研究人员在《天体物理杂志》上报道称。

首席作者、佛罗里达大学天文学家亚当·金斯伯格在一份声明中表示：“我们的观测结果令人信服地表明，那里的冰非常普遍，以至于未来的每一次观测，都必须将其考虑在内。”

一个宇宙悖论

恒星通常是在浩瀚云层中的气体块冷却时诞生的。这使得这些斑块聚集在一起，吸入更多的物质，这颗原恒星最终变得足够大，足以在其核心引发氢的核聚变。

“砖块”中一氧化碳冰的存在，应该使其成为形成新恒星的理想的凉爽区域，但它并没有参与激烈的恒星诞生。金斯伯格和他的同事们发现，尽管冰很普遍，但砖块中的气体比预期的要暖和。

这些观测结果挑战了，银河系中心有多少一氧化碳的假设。由于这种分子以尘土飞扬的冰点的形式存在，它对天文学家来说是一个关键的衡量标准— 气体与灰尘的比例 — 也低于预期。

金斯伯格说：“通过JWST，我们正在开辟测量固相（冰）分子的新途径，而以前我们仅限于观察气体。这一新观点让我们更全面地了解了，分子存在的位置以及它们是如何运输的。

JWST比以前的方法对the Brick的固体一氧化碳含量有了更多的了解，因为以前的技术只寻找，来自气态一氧化碳的指示性排放。

为了观察一氧化碳冰的分布，研究小组使用了来自遥远恒星和热气的强烈背光。这超出了之前的限制，以前只允许测量银河系中心的数百颗恒星，现在团队的分析中，包含了超过10000颗恒星。

研究小组的发现还可能揭示更多关于恒星之间冰的信息。对这种星际冰的研究很重要，因为组成太阳系的分子，很可能曾经是微小尘埃颗粒表面的冰。

对于金斯伯格和他的团队来说，这些发现只代表了他们对JWST“砖块”的观察结果的一小部分。他们还将在未来的观测中，尝试对漂浮在恒星之间的冰，进行更广泛的调查。

金斯伯格说：“例如，我们不知道一氧化碳、水、二氧化碳和复杂分子的相对含量。通过光谱学，我们可以测量这些，并了解化学在这些云层中随着时间的推移是如何发展的。”