天文學家公佈了銀河系中心的驚人新視圖，以前所未有的細節揭示了錯綜複雜的宇宙氣體細絲網絡。該影像是使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列 (ALMA) 生成的，構成了有史以來最大的 ALMA 資料集。這張巨大的地圖將幫助科學家了解恆星如何在銀河系超大質量黑洞附近的極端區域形成和演化。
德國歐洲南方天文台（ESO）天文學家、研究小組成員阿什利·巴恩斯（Ashley Barnes）表示：「這是一個極端的地方，我們的肉眼看不見，但現在卻以非凡的細節展現出來。」這些觀測提供了對冷氣體的罕見觀察，冷氣體是形成恆星的基本成分，分佈在一個被稱為中央分子帶（CMZ）的區域。第一次以如此精確的方式繪製了整個區域的冷氣體圖。
繪製中間分子區
成像區域跨度超過 650 光年。銀河系中心的超大質量黑洞周圍有濃密的氣體和塵埃雲。巴恩斯解釋說：「它是唯一一個離地球足夠近、可以進行如此詳細研究的星系核。」新的數據集揭示了 CMZ 多個尺度的結構，從數十光年寬的巨大氣體形成到單個恆星周圍的微小雲層。
負責這項工作的調查稱為 ACES，是 ALMA CMZ 探索調查的縮寫。 ACES 特別關注冷分子氣體，即為恆星形成提供燃料的材料。透過分析這種氣體的訊號，研究人員發現了一個極其複雜的化學環境。該調查檢測了數十種分子，包括一氧化矽等相對簡單的分子和甲醇、丙酮或乙醇等更複雜的有機化合物。
銀河系中心附近的極端恆星形成
在CMZ中，冷分子氣體沿著細長的細絲移動，細長的細絲將物質匯集到可以形成恆星的緻密星團中。天文學家對銀河系較安靜部分的這一過程相當了解，但銀河系中心附近的情況要激烈得多。
ACES 負責人、英國利物浦約翰摩爾斯大學天體物理學教授史蒂夫·朗莫爾 (Steve Longmore) 表示：「CMZ 擁有我們銀河系中已知的一些質量最大的恆星，其中許多恆星壽命短、壽命短，最終導致強大的超新星爆炸甚至超新星。」透過ACES調查，研究人員希望了解劇烈的環境如何影響恆星的誕生，以及這些關於恆星的誕生，以及當前理論是否仍然成立。
朗莫爾補充說：“通過研究恆星如何在 CMZ 中誕生，我們可以更清楚地了解星系如何生長和演化。” “我們認為該區域與早期宇宙中的星係有許多共同特徵，那裡的恆星是在混亂和極端的環境中形成的。”
建造最大的 ALMA 馬賽克
為了收集這龐大的數據集，天文學家使用了 ALMA，這是由 ESO 及其合作夥伴在智利阿塔卡馬沙漠運營的強大天文台。這是首次利用 ALMA 對銀河系中心的大部分區域進行研究，從而獲得了天文台迄今為止最大的圖像。最終的馬賽克是透過結合許多個人觀察而創建的，就像組裝拼圖一樣。在天空中，完整的圖像相當於並排放置的三個滿月。
SEB 的 ALMA 天文學家 Katharina Immer 也參與了該項目，她表示：「在設計調查時，我們預計會有很高的精確度，但最終鑲嵌圖所揭示的複雜性和豐富性讓我們感到非常驚訝。」ACES 計劃的結果在五篇已接受發表的論文中進行了描述 英國皇家天文學會每月通知第六份正在進行最後修訂。
未來的觀察將揭示更多
巴恩斯表示：“即將推出的 ALMA 寬頻靈敏度創新技術與 ESO 的甚大望遠鏡一起，很快將使我們能夠更深入地研究這一區域——解析更精細的結構，追踪更複雜的化學反應，並以前所未有的清晰度探索恆星、氣體和黑洞之間的相互作用。” “從很多方面來說，這只是一個開始。”
研究工作和數據可用性
這項工作以一系列描述 ACES 資料的文件的形式呈現，這些文件將出現在 英國皇家天文學會每月通知:
論文 I — ALMA 中心分子區探索調查 (ACES) I：概述論文 論文 II — ALMA 中心分子區探索調查 (ACES) II：3mm 連續圖像 論文 III — ALMA 中心分子區探索調查 (ACES) III：分子線數據簡化和 HNCO 和 HCO+ 數據 論文 IV 論文分子區 — ALMAS IV 數據中心 (ACES)。中間寬度光譜視窗 論文 V — ALMA 中心分子區探索性調查 (ACES) V: CS(2-1)、SO 2_3-1_2、CH3CHO 5_(1,4)-4_(1,3)、HC3N(11-10) 和 H40A 線資料 論文 VI — ALMA 中心分子調查: ALMA VIMA 研究中心分子區絲狀（正在進行小幅修改）
整個資料集將透過 ALMA 科學入口網站 https://almascience.org/alma-data/lp/aces 提供。
ACES 計畫背後的全球合作夥伴關係
ACES 合作夥伴包括 160 多名科學家，從碩士生到退休研究人員，代表歐洲、北美和南美、亞洲和澳洲的 70 多個機構。該計畫由首席研究員 Steven Longmore（英國利物浦約翰摩爾斯大學）、Ashley Barnes（德國南歐天文台）、Cara Battersby（美國康乃狄克大學（康乃狄克州））、John Bally（美國科羅拉多大學博德亞當）、Laura Colzi（馬德里天體生物學中心）、西班牙（佛羅裡達州亞當）、西班牙（佛羅裡達州亞當）、PI 發起和領導。 （佛羅裡達））、Jonathan Henshaw（德國海德堡馬克斯普朗克天文學研究所）、Paul Ho（台灣中央研究院天文學與天文物理研究所）、Izaskun Jiménez-Serra (CdA)、JM Diederik Kruijssen (COOL Research DAO)、Elisabeth Mills（堪薩斯大學梅爾(DiSAT)，Insubria 大學，義大利）、Robin Tress（瑞士洛桑聯邦理工學院和德國海德堡大學理論天文物理學研究所）、Daniel Walker（英國 ALMA 區域中心節點、英國曼徹斯特大學）和 Jennifer Wallace（康乃狄克州）。
在 ACES 內，ALMA 資料縮減工作小組由 Adam Ginsburg、Daniel Walker 和 Ashley Barnes 負責協調。贡献者包括 Nazar Budaiev（佛罗里达）、Laura Colzi（CdA）、Savannah Gramze（佛罗里达）、Pei-Ying Hsieh（日本国家天文台，日本东京三鹰市）、Desmond Jeff（佛罗里达）、Xing Lu（中国科学院上海天文台）、Jaime Pineextransk 博士（德国）、Marc Pound（德国大学）美国马里兰州）和 Álvaro Sánchez-Monge（Institut de Ciències de l’Espai，CSIC，貝拉特拉，西班牙；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya，卡斯特爾德費爾斯，西班牙）以及 30 多名研究人員幫助減少了數據。
