江苏
一项足以改写星系演化基础认知的重磅成果，在9月17日正式对外公布，据新华网等媒体以及《自然·天文》期刊发布的消息，清华大学李菂教授团队牵头，把中国天眼FAST和美国卡尔·央斯基甚大阵列JVLA两台射电望远镜的观测能力结合，在距离地球250万光年的仙女座星系中一次性找到118个由超新星爆炸吹出的巨型气泡，并且在人类历史上，第一次拿出直接观测证据，证明这些气泡就是维持星系湍流的核心动力来源。于是一个长久以来悬而未决的宇宙谜题，终于有了实锤答案。
通俗看懂：宇宙里的“泡泡”和星系湍流到底是什么
很多人会好奇，星系湍流，听起来高深，本质上就如同星系内部星际气体的乱流，和我们地面江河里的水流漩涡、大气湍流是同一个道理。
星系里遍布中性氢气体，这些气体一边不断耗散能量，运动慢慢趋于平静，一边又需要持续的能量补给，维持这种杂乱流动。
过去几十年，天文学家一直猜想，大质量恒星死亡时发生的超新星爆炸，会向外猛烈推开周边气体，吹出巨大空腔外壳，也就是本次发现的超级气泡，气泡膨胀搅动周围气体，持续输入能量，维持星系湍流。但在此之前，这个猜想只能依靠间接推算，缺少实打实的观测数据支撑。
仙女座星系作为银河系最近的大型邻居，位置得天独厚，既足够遥远，能完整看到整个星系盘全貌，距离又仅有250万光年，方便分辨内部细微结构。
这次找到的118个超级气泡，对应的是过去4000万年里，近万次超新星接连爆炸留下的痕迹，部分气泡持续膨胀的时间长达4000万年。
我们的太阳系本身，就处在一个名叫“本地泡”的同类结构之中，同样是远古超新星爆炸造就，这也意味着，这项研究的结论，同样可以用来理解银河系自身的演化。
两台大国重器互补，才拿下这项关键突破
这次成果，不是单台望远镜就能完成，而是两台设备优势互补的典范。中国天眼FAST的特长是捕捉大范围、弥散分布的稀薄星际气体，擅长看清星系大尺度的整体轮廓；
美国JVLA阵列，则擅长分辨细小的壳层结构，看清气泡边缘的精细细节，所以有人称其为“美国天眼”。
如果单独使用两者的其中一台，那么就很可能要么看不清气泡外壳，要么抓不住大范围气体湍流的整体状态，很难识别那些演化晚期、膨胀缓慢的老旧气泡。
这就好比航拍，一台相机负责拍摄整片山脉全景，另一台特写岩石纹理，两张照片叠加，才能完整还原地质结构。在天文领域，类似跨国望远镜联合观测的案例并不少见，早年全球多地天文台组网，共同拍摄黑洞照片，就是多国设备协同、取长补短的经典范例。
单一国家的天文设备总有局限，跨地域的联合观测，能够突破单台望远镜的硬件天花板。这真是人类在自然探索方面的合作典范。
成果背后的深层意义：读懂恒星如何塑造星系
这项研究不只是找到一堆宇宙气泡，它解决了星系演化最核心的一环。星系里的恒星诞生，完全依赖星际气体。湍流会搅动气体，改变气体聚集、冷却的节奏，直接决定星系中新恒星诞生的快慢。
超新星爆炸吹出气泡，把恒星内部锻造出的碳、氧、铁等重元素抛洒到星际空间，这些元素正是行星、岩石乃至生命诞生的原料。
在此之前，科学家只能依靠恒星形成数量去估算超新星释放的能量，只能人为假设能量传递的效率，存在很大不确定性。而本次研究直接测量气泡的动能输入速率，对比湍流能量耗散速率，两者数值高度匹配，直接定量证实，超新星爆炸产生的能量，刚好可以补上湍流持续损耗的能量。这给整个星系演化模型补上了关键的实证链条。
放眼未来，这次仙女座星系的观测经验，也会为后续研究银河系、其他河外星系提供成熟的观测方案。人类探索宇宙的过程，从来不是靠单一设备孤军奋战，中国天眼这类大国重器，搭配国际合作，持续揭开宇宙深处藏了千万年的秘密。
消息来源：《北京日报》9月18日报道《“中国天眼”联手“美国天眼”！地球250万光年之外有新发现》
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