近日，上海天文台领衔的研究团队依托上海天马65米望远镜和西班牙耶韦斯（Yebes）40米望远镜的观测数据，发现分子云剪切运动导致的湍流可能是银心分子气体的主要加热机制。这项研究成果于2026年1月14日发表于《The Astrophysical Journal》，为研究星系核心区域极端物理环境下的能量传递机制提供了新的观测与理论依据。

银河系中央分子带（Central Molecular Zone，简称CMZ）是围绕银心超大质量黑洞、半径200至300秒差距的特殊区域，聚集了银河系约5% 的分子气体。与银盘分子云（温度通常为10～20 K）相比，CMZ分子云的平均温度显著升高，且其温度结构呈现复杂分层：50～150 K的温气体成分占主导，同时存在少量温度超过400 K的热分子气体。热分子气体的冷却时间很短（仅有年的量级），这意味着在银心区域必须存在持续且稳定的气体加热机制。然而，这一机制的具体成因长期未明。

研究团队利用上海天马65米望远镜和西班牙Yebes 40米望远镜，对CMZ分子云G0.66-0.13中的氨分子（NH₃）进行了多条跃迁的观测（见图1（I））。团队首次在星际空间中探测到NH₃高能级跃迁（18，18）的发射线，其能级温度高达3100 K。进一步分析表明，此类高能级跃迁线来自温度超过400 K 的热分子气体，且其空间分布与温气体（50～150 K）存在明显差异（见图1（II））。通过对比温气体速度场与热气体空间分布（见图2），研究团队发现热气体主要富集于不同分子云团的交界面区域。

图1 (I) G0.66-0.13 （a），（b） 方向观测到的NH₃高能级跃迁线。黑色的是观测到的谱线，红色的是高斯拟合结果。(a)、 (b) 的位置如图（II）所示。(II) 彩图展示的是NH₃（6，6）的积分流量图，等高线展示的是NH₃（13，13）的积分流量图。(a)、 (b) 标示的是望远镜进行长时间积分观测的位置。‌

图2 彩图展示的是NH₃（6，6）的速度场分布，等高线展示的是NH₃（13，13）的积分流量图。速度场分布图展示的是分子云视向速度的空间分布，左上和右下的视向速度差异很大，表示这一区域有两块不同视向速度的分子云。

计算发现湍流间歇性理论模型所预言的，湍流耗散产生的局部极端加热能够直接生成温度超过400 K的气体成分（见图3（a）），从而解释CMZ 分子云复杂的温度分层结构。这一发现表明，分子云在核星团和超大质量黑洞的引力势场作用下的绕转运动，可能通过引发分子云间的剪切湍流，进而将部分气体加热至高温状态（见图3（b）），该机制不仅解释了银心热气体的成因，还可能普遍适用于其他星系核心区域的极端物理环境。

图3 （a）湍流间歇性理论预言的分子谱线不同线宽下气体温度的累计概率分布，分子谱线的线宽反映了分子云的湍动，线宽越大，湍动越剧烈。粉红色区域显示的是高温部分。（b）我们提出的银心热分子气体产生的物理图像，云A和云B在中心超大质量黑洞和星团的引力势场下绕转，它们的剪切运动产生湍流，湍动能的耗散使得部分气体加热到400 K 以上。

该研究工作由中国科学院上海天文台、广西大学、清华大学、中山大学、紫金山天文台、南京大学，以及来自西班牙、韩国的研究机构的国际研究团队合作完成。本研究工作获得国家重点研发计划、东方英才计划、射电天文与技术全国重点实验室等支持。

文章链接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae146f

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