FAST望遠鏡が超音速フィラメント構造を発見(FAST Telescope Unveils Supersonic Filamentary Network in Very-High-Velocity Cloud)

2025-07-17 中国科学院(CAS)

中国科学院上海天文台などの研究チームは、FAST望遠鏡を用いて、銀河系内の超高速雲「G165」に複雑で動的なフィラメント構造を発見した。G165は原子水素で構成され、秒速300kmで移動し、約5万光年彼方に位置する。観測により、この雲は主に暖かい中性ガス(WNM)から成り、冷たい成分はほぼ存在しないことが判明。特筆すべきは、従来の予想に反し、雲内部が超音速で乱流し、多層的な速度構造を持つフィラメント状のガス網が存在していた点である。磁気流体力学シミュレーションにより、重力なしでも磁場と乱流によってこのような構造が形成されうることが示された。この成果は、銀河外縁部の物質進化と星形成の初期段階理解に貢献する。

<関連情報>

超高速Hi雲中の超音速乱流によって形成される速度コヒーレントフィラメントのネットワーク A network of velocity-coherent filaments formed by supersonic turbulence in a very-high-velocity H i cloud

Xunchuan Liu,Tie Liu,Pak-Shing Li,Xiaofeng Mai,Christian Henkel,Paul F. Goldsmith,Sheng-Li Qin,Yan Gong,Xing Lu,Fengwei Xu,Qiuyi Luo,Hong-Li Liu,Tianwei Zhang,Yu Cheng,Yihuan Di,Yuefang Wu,Qilao Gu,Ningyu Tang,Aiyuan Yang & Zhiqiang Shen
Nature Astronomy  Published:16 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-025-02605-8

extended data figure 1

Abstract

The warm neutral medium (WNM) was thought to be subsonically/transonically turbulent, and it lacks a network of intertwined filaments that are commonly seen in both molecular clouds and the cold neutral medium. We report H i 21-cm-line observations of a very-high-velocity (−330 km s−1 < VLSR < −250 km s−1) cloud (VHVC), using the Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST), with very high resolution and sensitivity. Such a VHVC is here clearly revealed to be a supersonic WNM system consisting of a network of velocity-coherent H i filaments. The filaments are in the forms of slim curves, hubs and webs, distributed in different layers within the position–position–velocity (ppv) data cube. The entire cloud has skewed lognormal probability distribution of column density and the filaments themselves show asymmetrical radial density profiles, indicating shock compression by supersonic magnetohydrodynamic (MHD) turbulence, as is also confirmed by our MHD simulation (sonic Mach number Ms = 3 and Alfvén Mach number MA = 1). This suggests that hierarchical filaments can be established by shocks in a low-density WNM, where gravity is negligible, offering a viable pathway to structure formation in the earliest evolutionary phases of the interstellar medium.

1701物理及び化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました