天文學家從巡天數據資料發現銀河系恆星爆炸所產生氣泡現象

義大利國家天體物理研究所（Italian National Institute for Astrophysics）領導的研究團隊，透過人工智慧技術應用到中性氫全天巡天（HI across the whole sky = HI 4*PI是整個球體的表面積，簡稱 HI4PI）數據資料，發現銀河系恆星在爆炸後所產生的印記。天文學家分析這種氫原子分佈的絲狀結構，推斷它保存古代超新星爆炸和銀河系自轉過程等資訊。

中性氫全天巡天星表計劃目的是觀測全天域氫原子分佈現象，主要使用澳洲64米帕克斯（Parkes）射電望遠鏡、德國100米埃費爾斯貝格（Effelsberg） 射電望遠鏡與美國110米綠堤射電望遠鏡（Green Bank Telescope）。這個計劃為觀測氫原子發射波長21厘米的無線電波，能觀測到全天域氫原子分佈及它的徑向速度的訊息，在結合銀河系自轉模型後，能瞭解發射源距離有多遠。

為了分析銀河系氫原子的分佈，團隊應用一種常用於自動檢查和分析衛星圖像的數學演算法，梳理出氫氣中不容易憑肉眼察覺的精細結構。這些細絲氣體組成的廣泛網狀結構，靠近銀盤的細絲大多是垂直於銀河系盤面，少數不垂直的細絲方向似乎是隨機分布的。在距離銀河系盤面超過約三萬三千光年的細絲大多是平行於銀河盤面。研究人員表示，這些現象可能是多次超新星爆炸後的殘餘物，它們掃過氣體並形成氣泡結構，當達到銀河平面上的特徵尺度後氣泡破裂，就像氣泡酒中到達表面的氣泡一樣。

團隊認為星際介質很容易受到恆星和超新星的影響，所以發現這些絲狀結構是理解星系中恆星形成過程的重要一步。此外，銀河系外圍細絲呈現水平結構處的大質量恆星數量很少，所以超新星數量也不多，這表示細絲特徵能記錄恆星的能量和動量塑造銀河系氣體的過程，可以幫助天文學家瞭解形成銀河系圓盤的動力學，並能重建銀河系的歷史。

【圖：中性氫全天巡天合作組織；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2022年6月出版，第662卷的《天文學及天體物理學報》；標題是：The Galactic dynamics revealed by the filamentary structure in atomic hydrogen emission