天文学家近日公布了一幅令人惊叹的银河系中心区域图像，其精细程度前所未有，首次清晰展现了该区域复杂的星际气体丝状结构网络。这幅图像由国际科研团队合力完成，中国科学院上海天文台在数据处理环节发挥了关键作用，为揭示银河系核心的奥秘提供了重要依据。
银河系中心区域长期笼罩在神秘面纱之下，人类始终未能获得其清晰面貌。主要挑战在于天文观测需兼顾“广度”与“精度”——既要覆盖足够大的天区范围，又要具备高角分辨率和灵敏度，而这两者均会大幅增加观测时间成本。上海天文台研究员吕行解释，此次国际团队借助位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA），通过超千小时的观测积累，成功拼接出这幅跨度极大且细节丰富的图像。
“这相当于用高倍显微镜逐格拍摄整张‘地图’，再拼合成超清全景。”吕行比喻道。团队累计使用ALMA超1000小时观测时间，在项目中属罕见大规模投入。按每小时约2万美元运行成本估算，仅观测资源价值就达千万美元级别，但其科学价值远非金钱可衡量。从图像看，一条蜿蜒的“飘带”横向延伸，内部丝状结构与星光点点交织，充满梦幻感。图像上下覆盖约一个满月天区，左右达三个满月，像素规模约4000万，可同时呈现宏观云团与微观核心的纹理层次。
银河系中心区域是星系中最拥挤、能量最活跃的“核心广场”，其环境与太阳系所在的“远郊”截然不同。吕行指出，该区域气体密度更高、湍流更强、磁场更复杂，且受超大质量黑洞人马座A*及其历史活动影响，可能孕育与太阳系附近截然不同的天体现象，例如超大质量恒星的形成机制、细长电离气体丝状结构的成因，以及黑洞过去活跃期的遗迹等。“极端环境是检验物理规律普适性的天然实验室，而高分辨率成像与系统巡天是解开谜题的关键。”
数据获取工作始于2021年下半年，至2023年夏天完成大部分观测，但图像并非直接“拍摄”而成，而是通过复杂的数据处理技术拼接而成。吕行透露，团队约20人来自多个国家，每周例会讨论校准策略、拼接方式与成像参数。由于观测范围广、频段多、数据量庞大，处理过程需反复迭代，确保亮度一致、噪声可控、伪影最小。直至2026年1月，团队才完成全套数据处理，形成可公开的高质量产品。
此次图像覆盖区域超过650光年，包含大量致密气体与尘埃云，环绕着银河系中心的超大质量黑洞。欧洲南方天文台天文学家阿什利·巴恩斯表示，这是距离地球最近、唯一能以如此高分辨率研究的星系核区。数据集首次以前所未有的方式揭示了“中央分子区”的结构特征，从数十光年的气体结构到单颗恒星周围的小尺度云团均清晰可见。吕行形容，这如同首次公开一座陌生城市的高清全景地图，即使快速浏览也能发现诸多值得深入研究的线索，例如广泛存在的丝状气体结构与异常强的分子谱线发射。
中央分子区探索巡天团队重点研究了冷分子气体的化学组成，探测到数十种分子，包括一氧化硅、甲醇、丙酮等简单与复杂有机分子。吕行特别关注到一个著名分子云——银河系内最强的恒星形成“工厂”之一。该区域一氧化硫等分子发射异常强烈，可能暗示气体经历了剧烈加热、冲击或化学再加工，例如云团碰撞、湍流摩擦或恒星形成反馈引发的冲击波。多种分子气体呈现细丝、环形、壳层等形态，可能与磁场约束、剪切运动或历史爆发事件有关，但尚需定量分析确认。
团队认为，银河系中心在许多方面与早期宇宙中的星系相似，其恒星同样诞生于高度混乱且极端的环境。通过这幅图像，天文学家希望检验现有恒星形成理论在极端条件下的适用性。吕行指出，图像揭示了太阳系附近不常见的特征，如长而细的分子气体丝状结构与复杂环状形态，提示中心区气体可能以不同方式聚集坍缩，进而影响恒星质量分布、形成效率甚至行星系统起源条件。“这里是检验‘恒星形成是否有多重模式’的关键场所。”
目前，所有图像数据已完全公开，全球研究者与公众均可自由下载分析。吕行期待，当更多人挖掘这些数据背后的奥秘时，银河系中心的大发现时代将真正开启。团队计划在公开数据基础上开展三方面深入研究：一是系统识别细丝结构，统计其长度、宽度与能量特征；二是定位恒星诞生位置；三是通过多分子联合约束化学演化路径，反推温度、密度与辐射环境。团队还将结合红外、X射线与射电连续谱等多波段资料，构建银河系中心极端环境下“气体结构-动力学-化学-恒星形成”的整体图景。
