北京時(shí)間10月8日消息,，古羅馬人和古希臘人仰望星空,，他們看到了各種動(dòng)物的形狀，這就是星座的由來(lái),。而現(xiàn)在,，一組科學(xué)家首次讓我們看到了銀河系中這些星星之間廣袤空間中彌漫的星際氣體的“圖畫(huà)”。
這些所謂的“蛇”就是氣體團(tuán),，其密度和磁場(chǎng)狀況由于湍動(dòng)的存在處于迅速的變化之中,。天文學(xué)家們孜孜不倦地嘗試拍攝這一現(xiàn)象已有30年之久。
這是澳大利亞緊湊型望遠(yuǎn)鏡陣列,，研究人員選中這里開(kāi)展研究,，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這是“全世界范圍內(nèi)從事這一工作最好的設(shè)備之一”。
對(duì)于普通人而言,，如果告訴他恒星際空間充斥著極其稀薄并且不斷翻滾運(yùn)動(dòng)的氣體,，他們大概會(huì)覺(jué)得震驚不已，但是這是事實(shí),，并且天文學(xué)家們孜孜不倦地嘗試拍攝這一現(xiàn)象已有30年之久,。澳大利亞悉尼大學(xué)教授巴楊·伽恩斯勒（Bryan Gaensler）介紹說(shuō)：“這是人類(lèi)首次獲得這樣的圖像。”
這些氣體的湍動(dòng)導(dǎo)致宇宙充斥在磁場(chǎng)之中,，促進(jìn)恒星形成,，并幫助超新星爆發(fā)后產(chǎn)生的超高溫向周遭空間擴(kuò)散。有關(guān)這一研究的論文已經(jīng)發(fā)表在近日的《自然》雜志,。
伽恩斯勒和他的小組研究了我們銀河系內(nèi)距離地球約1萬(wàn)光年的一處空間區(qū)域,，位于南天的矩尺座。他們使用澳大利亞的一處射電望遠(yuǎn)鏡天線陣設(shè)備——“緊湊型望遠(yuǎn)鏡陣列”對(duì)來(lái)自銀河系內(nèi)的射電信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè),。
當(dāng)這些信號(hào)穿過(guò)銀河系空間中翻滾的星際氣體時(shí),，它們的偏振角度將出現(xiàn)細(xì)微的變化，這有點(diǎn)像是透過(guò)偏振鏡片觀察,。而借助這樣的手段,，天文學(xué)家們首次有機(jī)會(huì)一睹這些星際氣體的運(yùn)動(dòng)景象。這一研究將有助于學(xué)界進(jìn)一步了解恒星形成的機(jī)制,。
小組隨后根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬并發(fā)現(xiàn)這些星際氣體正以大約每小時(shí)7.08萬(wàn)公里的速度翻騰運(yùn)動(dòng)——從宇宙的角度來(lái)看,，這是非常“緩慢”的。
伽恩斯勒教授說(shuō)：“我們現(xiàn)在打算對(duì)整個(gè)銀河系中的氣體湍動(dòng)情況進(jìn)行調(diào)查。最終這項(xiàng)研究將告訴我們?yōu)楹毋y河系的某些部分要比另外的一些部分溫度要高,，以及為何恒星會(huì)在某些特定的時(shí)刻在某些特定的區(qū)域形成,。”
研究小組測(cè)量了這些星際射電信號(hào)的偏振情況并進(jìn)行疊加，結(jié)果得到了這幅看上去極其凌亂,，用研究人員們的話說(shuō)就是“像群蛇亂舞”般的圖像,。這些所謂的“蛇”就是氣體團(tuán)，其密度和磁場(chǎng)狀況由于湍動(dòng)的存在處于迅速的變化之中,。（生物谷 Bioon.com）
doi:10.1038/nature10446
PMC:
PMID:
Low-Mach-number turbulence in interstellar gas revealed by radio polarization gradients
B. M. Gaensler; M. Haverkorn; B. Burkhart; K. J. Newton–McGee; R. D. Ekers; A. Lazarian; N. M. McClure–Griffiths; T. Robishaw; J. M. Dickey; A. J. Green
The interstellar medium of the Milky Way is multiphase, magnetized and turbulent. Turbulence in the interstellar medium produces a global cascade of random gas motions, spanning scales ranging from 100 parsecs to 1,000 kilometres (ref. 4). Fundamental parameters of interstellar turbulence such as the sonic Mach number (the speed of sound) have been difficult to determine, because observations have lacked the sensitivity and resolution to image the small-scale structure associated with turbulent motion. Observations of linear polarization and Faraday rotation in radio emission from the Milky Way have identified unusual polarized structures that often have no counterparts in the total radiation intensity or at other wavelengths, and whose physical significance has been unclear. Here we report that the gradient of the Stokes vector (Q, U), where Q and U are parameters describing the polarization state of radiation, provides an image of magnetized turbulence in diffuse, ionized gas, manifested as a complex filamentary web of discontinuities in gas density and magnetic field. Through comparison with simulations, we demonstrate that turbulence in the warm, ionized medium has a relatively low sonic Mach number, Ms ≲ 2. The development of statistical tools for the analysis of polarization gradients will allow accurate determinations of the Mach number, Reynolds number and magnetic field strength in interstellar turbulence over a wide range of conditions.
