記者從中國科學院上海天文臺獲悉，依托“中國天眼”，中外天文學家在銀河系一團超高速運動的星際氣體云中，首次觀測到了由超音速湍流主導的復雜絲狀結構網絡。這一成果為揭示星際云這一恒星形成區的物質來源與演化路徑提供了新線索。相關成果今天在線發表于國際學術期刊《自然·天文學》。

“中國天眼”全稱500米口徑球面射電望遠鏡，英文縮寫為FAST，是我國獨立自主設計并建造的世界最大的單口徑射電望遠鏡。此次FAST的觀測對象是一個被稱作G165的極高速云。這是一團由氫原子組成的大質量氣體云，在銀河系外圍空間以每秒約300公里的速度高速運行。因其位置偏遠、環境孤立，G165幾乎不受恒星輻射與引力擾動等常見因素影響，成為研究星際云早期階段的形成與演化的理想天然實驗室。

很多天文學家畢其一生都在探索星際云，因為這是新恒星和行星形成的地方，其中或許隱藏著太陽系誕生的秘密。

FAST的超高靈敏度與空間分辨率使科學家得以揭示極高速云內部前所未有的結構細節。常規高速云通常具有顯著的冷暖氣體混合特征，而G165幾乎完全由暖中性氣體構成，冷中性氣體成分極少甚至可以忽略。這一顯著差異表明以G165為代表的極高速云處于星際云演化過程中的更早期階段。

FAST觀測的極高速云G165的HI 21 cm譜線的空間-速度三維結構及其識別出的復雜絲狀網絡。曲線是絲狀網絡的骨架?？梢钥吹紾165內部結構非常復雜，遠非均勻平靜。

令人尤為意外的是，盡管此前研究表明暖中性介質內部應當平靜均勻，但該研究清晰地揭示出G165內部存在高度結構化的特征：其內部充滿復雜交織的絲狀結構，這些結構在多個速度層中形成網狀分布，表明G165內部存在激波壓縮過程，系統整體呈現出強烈的湍流特征。

為探究這種復雜結構的成因，研究團隊成員李北成研究員展開進一步研究。結果表明，在磁場的配合作用下，超音速湍流能夠自然產生與觀測結果相符的絲狀結構與動態氣體行為。值得強調的是，這一過程無需引力參與，說明湍流與磁場本身就可能在星際云早期階段主導其結構形成過程，為理解星際云早期結構形成的物理機制提供了重要線索。

該研究成果為理解銀河系外緣原子氣體的組織機制以及星系尺度的物質循環提供了關鍵觀測證據，也為揭示恒星形成區的物質來源與演化路徑提供了新線索。通過對一個由暖中性介質主導的極高速云所展現出的超音速與絲狀特征的深入解析，該成果為探索宇宙中結構形成的物理過程，尤其是在非引力主導環境下的演化機制，開辟了新的研究方向。

科研團隊表示，未來將繼續依托FAST望遠鏡，對更多極高速云開展系統觀測，進一步探索星際結構形成的普適物理規律。

上海天文臺博士后劉訓川為該論文的第一作者及通訊作者，劉鐵研究員和沈志強研究員為共同通訊作者。