我们银河系中心可能是宇宙中最神秘的地方之一了，天文学家必须要穿过厚厚的尘埃才能观察到那里发生了什么，这些尘埃给天文学家的研究带来了困难，因为他们试图观察银河系中心的所有辐射，以及了解它们的确切来源。

一项基于20年数据的新研究，以及一个本不应该存在的氢泡正在帮助天文学家理解银河系中心的所有能量。

在某些方面，我们对其他星系的了解比我们对自己星系的了解要多，这已经变成一个天文特性了。科学家已经在可见光下检查了来自数千个其他螺旋星系中心的能量。但是对于我们自己的银河系来说，厚厚的气体和尘埃云却阻挡了科学家们的视线。

为了寻找银河系能量的线索，一组研究人员检查了威斯康辛州H-Alpha Mapper望远镜(WHAM)数十年的数据。他们的研究结果发表在一篇名为《发现来自星系内部的漫射光发射线：类似LI(N) er气体的证据(Discovery of diffuse optical emission lines from the inner Galaxy: Evidence for LI(N)ER-like gas)》的论文中，论文发表在《科学进展》杂志上，论文第一作者是来自威斯康星大学的Dhanesh Krishnarao。

在银河系中心附近有大量的氢，这些氢被来自银河中心的能量电离(作为电离气体，它的电子被剥离了)。

WHAM望远镜是专门设计用来观测电离氢的望远镜，在望远镜里观察时，氢会呈现红色。

被电离的不仅仅只有氢。气体被电离后，离子通常会在短时间内重新结合成中性。所有这些氢都被一种能量源不断地电离，这就是WHAM数据和银河系中心的能量之间的联系。

天文学家认为，这种电离的能量来源是恒星的形成，但恒星形成不是决定性的来源。

WHAM是专门研究电离气体的望远镜，银河系包含一层很厚的电离气体，称为暖电离介质(WIM)，它是银河系星际介质的一个独特而主要的组成部分，也是WHAM的主要目标。

研究合著者、安柏瑞德航空大学的L. Matthew Haffner在一份新闻稿中解释道：“如果没有持续的能量来源，自由电子通常会在相对较短的时间内找到彼此，重新结合回到中性状态。能够以新的方式观察电离气体，将有助于我们发现能够使所有这些气体保持能量的来源。”

研究合著者鲍勃·本杰明(Bob Benjamin)是威斯康辛-怀特沃特大学的天文学教授，而这一切都始于本杰明在几年前审查WHAM数据的时候。

这些数据来自于对银河系中的电离氢的观测。本杰明发现了他所谓的“红旗(red flag)”区域，也就是从银河系布满尘埃的中心伸出来的一个形状奇特的电离氢泡。

天文学家称之为“倾斜盘”，它奇怪的形状并不能用星系旋转之类的物理原因来解释，它背后有着其他的成因。

研究人员意识到这是一个难得的机会：这个倾斜盘从厚厚的尘埃中突了出来。多亏了WHAM，研究人员现在可以用光学来研究它了。

通常来说，由于被灰尘遮住，倾斜盘只能在红外线或无线电中看到，这使得研究人员可以将银河系的中心与其他螺旋星系的可见光进行比较。

Haffner说：“利用可见光进行这些测量使我们能够更容易地将银河系的核心与其他星系的进行比较。”

过去的许多研究都测量了宇宙中数千个螺旋星系中心的电离气体的数量和质量。但这是第一次我们能够将我们星系的测量数据和这么大的测量数据进行直接比较。”

构成WIM的电离气体科学模型有很多，在这项新的研究中，主要作者Dhanesh Krishnarao用了一个模型来预测在本杰明发现的红旗区域中应该有多少电离气体。

他用WHAM的原始数据完善了这些预测，并得出了气泡结构的精确三维图像。利用光谱学，研究人员确定了有多少氮和氧的存在，为这个结构的整体组成提供了更多的线索。

结果显示，在倾斜盘中，48%的气体被一种未知的能量源电离。正如第一作者Krishnarao所说，“现在可以利用银河系来更好地了解它的本质了。”

在这项研究之前，科学家只对中心地区的中性或非电离气体有所了解。现在，他们对电离气体有了更好的理解，他们还知道，随着这些电离气体离银河系中心越来越远，这些电离气体也会发生改变。这是一个重要的发现，因为它首次表明银河系与其他被称为LINERs的螺旋星系是相似的。

Krishnarao解释说：“在银河系的中心附近，气体会被新形成的恒星电离，但是当你离中心越远，事情就会变得越来越极端，气体会变得类似于一类被称为LINERs或低电离(核)发射区( low ionization (nuclear) emission regions)的星系。”

LINERs是通过谱线排放来识别的星系核心，这些谱线显示了弱电离或中性原子的存在，比如O、O+、N+和S+。邻近星系中大约有三分之一是LINERs，它们比那些唯一能量来源是恒星形成的星系有更多的辐射，但比那些有活跃超大质量黑洞的星系的辐射要少。

现在，我们已经知道我们自己的银河系是一个LINER，这意味着天文学家现在可以近距离和个性化地研究一个LINER。

Haffner说：“在WHAM的发现之前，仙女座星系是离我们最近的LINER 螺旋星系，但它仍然在数百万光年之外。由于银河系的中心只有几万光年远，我们现在可以更详细地研究LINER 区域了。研究这个扩展的电离气体应该有助于我们了解银河系中心现在和过去的环境。”

当然，还有很多问题是有待解决的。即使我们现在知道银河系是一个LINER，本杰明发现的泡沫结构也似乎在沿着它的椭圆轨道接近我们，但最关键问题仍然没有答案：究竟是什么能量来源在推动所有的这些电离活动?

这个问题可能需要等到WHAM的继任望远镜来回答了，这个望远镜已经计划好了，但尚未透露名字。

Haffner 说：“在接下来的几年里，我们希望建造WHAM的继任望远镜，这将使我们对正在研究的气体有更清晰的认识。现在我们的地图‘像素’是满月的两倍大。对于对这种气体进行首次全天空探测来说，WHAM一直是一个很好的工具，但我们现在渴望得到更多细节。”

【翻译/前瞻经济学人APP资讯组】

参考资料：https://www.sciencealert.com/astronomers-finally-have-important-details-on-what-the-centre-of-our-galaxy-looks-like