科学剃刀
探索宇宙奥秘 · 理性思考
想象一下，你手里有一张地图，不仅能看清整个北京城的街道布局，还能放大到看出每家每户阳台上种的是什么花。现在，天文学家对银河系中心干成了类似的事。
就在前几天，一个国际团队公布了一张震撼人心的图像。它是有史以来最大尺度的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）图像，覆盖了银河系中心超过650光年的区域 。但更让人兴奋的是，这张“全家福”还是一部“化学光谱集”，它首次以极高的精细度，向我们展示了银心极端环境下那个无比复杂的分子世界。
一张横跨650光年的“分子影集”
这次发布的成果，核心是一个名为“ALMA中央分子区探索巡天”（ACES）的国际合作项目 。为了给银心拍这张“照片”，天文学家们把ALMA这个强大的望远镜阵列用到了极致。
他们通过拼接大量独立观测数据，获得了一张巨大的“马赛克”图像。这张图在天空中的投影长度，相当于三个满月并排 。它所覆盖的区域，正是银河系最为神秘的“中央分子区”（CMZ）。这里聚集了相当于数千万倍太阳质量的冷分子气体，是恒星诞生的原料仓库，同时又被包裹在超大质量黑洞的强引力场和剧烈的辐射之中 。
这不仅仅是一张普通的照片。ALMA捕捉到的是来自数十种不同分子的谱线信号。换句话说，这张图同时展示了 一氧化硅（SiO）、一氧化硫（SO）、甲醇（CH3OH）、丙酮甚至乙醇（酒精） 等复杂有机分子在太空中的分布 。这就像是用不同颜色的高亮笔，在同一张地图上标注出了不同的化学元素分布，构成了一部真正的“分子影集”。
一氧化硫的“异常”与看不见的“温度计”
在这部“影集”里，中国科学家扮演了至关重要的“冲印师”和“解读者”角色。中国科学院上海天文台的吕行研究员作为数据处理工作组的核心成员，牵头负责了其中一篇关键的论文 。
他的团队在分析数据时，发现了几个有趣且重要的细节。比如，在人马座B2（Sgr B2）——银心一个巨大的恒星形成工厂里，他们发现 一氧化硫分子的发射强度高得“异常” 。硫元素是生命元素之一，它在太空中的含量和形态，与宇宙环境的物理条件紧密相关。这个异常信号，很可能暗示着该区域存在独特的激波或辐射过程，正在改变着周围的化学平衡。
图释：史上最大规模的ALMA图像展示了对银河系中心的分子气体（图片来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/ S. Longmore 等;背景：ESO / D. Minniti 等）
更精妙的是，他们还发掘出一些分子的新用途。比如，一种叫做 HC15N 的分子，被证明是示踪稠密气体的“可信探针” 。这就好比我们在迷雾中需要一盏特别亮的灯，HC15N 的谱线信号恰好能穿透干扰，清晰地指出哪里聚集着致密的、正在孕育恒星的气体团块。此外，他们还发现通过比较 HN13C 和 H13CN 这两种分子的谱线强度比，可以像使用温度计一样，去估算银心那些遥远气体的温度 。
检验恒星形成理论的“极端实验室”
我们为什么要费这么大劲，去研究数万光年之外的这些“冷冰冰”的分子？因为它们藏着银河系“热闹”的过去和未来。
在太阳系所在的银河系旋臂这样的“平静”区域，恒星形成的过程我们已经相对清楚：冷气体在引力作用下慢慢聚集、塌缩，最终点燃核聚变。但在银心，情况完全不同。这里的 气体湍流极其剧烈，磁场强度惊人，还有来自超大质量黑洞和频繁超新星爆发的能量注入 。
这次ACES项目的高清图像，正是为了回答一个根本问题：在如此极端的环境下，恒星形成的“游戏规则”还适用吗？
有趣的是，就在这项分子成像研究发布前不久，上海天文台的张遂楠博士领衔的另一支团队，利用同样的ALMA数据，已经发现了一个反直觉的现象：在银心，虽然气体总量巨大，但形成的恒星却比预期的少，尤其缺少大质量的恒星 。气体被剧烈的湍流撕裂成小碎块，迫使恒星以碎片化的“层级式”方式形成，就像一组嵌套的“俄罗斯套娃”，这极大地限制了大质量恒星的生长 。
今天的“分子影集”，恰好为这些发现提供了化学层面的证据。那些流动的丝状结构、异常的分子辐射，正是极端物理环境下气体行为的“化学印记”。
从智利沙漠到上海佘山：中国天文的深度参与
这一系列令人眼花缭乱的发现，离不开中国科学家的深度参与。从吕行研究员领衔的数据处理和科学解读，到张遂楠博士主导的恒星形成机制分析，再到多名上海天文台的研究生在不同工作组中贡献力量，中国天文学家已经处于这项国际前沿探索的核心位置 。
更重要的是，这并不是终点。吕行研究员透露，他们的研究正在向纵深推进。接下来，他们将利用上海天文台的 天马65米射电望远镜 及其新建的 7波束K波段接收机 ，针对关键的分子谱线进行后续观测 。这台位于上海佘山的大型望远镜，将在精确测量银心气体温度、补充ALMA观测盲区等方面，发挥独一无二的作用。
图释：ALMA观测到的银河系中心不同分子分布：ACES已绘制出银河系中心数十种分子的空间分布。（图片来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/ S. Longmore 等）
从智利阿塔卡马沙漠的 ALMA，到上海佘山的天马望远镜，人类正在用最先进的“化学眼睛”，一点点揭开我们家园银河系最核心地带的秘密。这部关于银心的“分子影集”才刚刚开场，我们有理由期待，中国科学家将在后续的“剧集”中带来更多精彩的发现。
参考文献
- 新华社. (2026, February 26). 科研团队为银河系中心拍摄了一组“分子影集”. 中国青年网.
- 中国科学院上海天文台. (2026, February 25). 史上最大规模的ALMA图像揭示银河系核心隐藏的化学结构.
- Longmore, S., et al. (2026). ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey (ACES) I-VI. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. [Paper I-VI]
- 吕行, et al. (2026). ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) IV: Data of the two intermediate-width spectral windows. arXiv:2602.20445.
- 科技日报. (2026, February 26). 银河系中心区高清图揭示“隐藏”的化学反应. 大河网.
- Zhang, S., et al. (2025). Hierarchical Cluster Formation in the Galaxy‘s Core Caps the Birth of Massive Stars. The Astrophysical Journal Letters.
- 中国新闻网. (2026, February 26). 银河系中心是什么样子？科学家首次揭示复杂星际气体丝状结构网络. 中国科学院.
- ALMA Science Portal. ACES - ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey. https://almascience.org/alma-data/lp/aces
热门跟贴