天文学家在银河中心发现神秘场景，冰与火对称的两个巨大气泡

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在宇宙中，将冰块扔进火山并期望它能幸存下来，是违背物理学常识的。然而，天文学家最近在我们的家园——银河系中，就发现了这样一幕“不可能”的场景。他们在一个温度高达百万度的巨大炽热气体结构中，探测到了令人震惊的、成团的寒冷氢云。这一发现不仅挑战了我们对星系极端环境的认知，更像一份精确的法医报告，将银河系中心最近一次猛烈大爆发的发生时间，向前推进了数百万年。

这项工作发表在《天体物理学期刊快报》（Astrophysical Journal Letters）上，并得到了美国国家科学基金会（National Science Foundation）的支持，资助号为AST-2206853。

在银河系中心的核心区域之上和之下，悬浮着两个巨大的、对称的结构，它们被称为“费米气泡”（Fermi Bubbles）。这两个气泡从银心向外延伸约25,000光年，总高度达到惊人的50,000光年。它们在2010年才首次被费米伽马射线太空望远镜探测到，其存在本身就是一个谜，暗示着银河系中心在不久的过去曾经历过一次能量巨大的爆发事件，其威力堪比一场星系级的火山喷发。

费米气泡内部充满了被加热到约1,000,000开尔文的稀薄气体。长期以来，科学家们认为，如此高温、高速膨胀的环境，会迅速蒸发并摧毁任何闯入其中的低温物质。然而，一个由北卡罗来纳州立大学物理学副教授荣蒙·博尔多洛伊（Rongmon Bordoloi）领导的研究团队，利用美国国家科学基金会的格林班克望远镜（GBT）对费米气泡进行了迄今为止最灵敏的射电观测，结果却完全出乎意料。

“在费米气泡的炽热气体中，我们发现了多个致密的、团块状的中性氢云，”博尔多洛伊说。这些氢云的温度仅为约10,000开尔文，比周围环境至少低了100倍，每一团的质量都相当于数千个太阳。太空望远镜科学研究所的天文学家、论文合著者安德鲁·福克斯（Andrew Fox）生动地描述道：“在费米气泡中找到这些冷云，就像在火山里发现冰块一样。”

这些“宇宙冰山”的存在本身就是一份强有力的证据。根据现有的天体物理计算机模型，在费米气泡这样极端的高温环境中，这些相对寒冷的致密气体云应该会在短短几百万年内被完全撕碎和蒸发。“如果费米气泡的年龄有一千万年甚至更久，这些冷云根本不可能存在，”博尔多洛伊强调。

这一发现得到了哈勃太空望远镜（HST）的紫外波段观测数据的协同证实。哈勃望远镜此前在相同的观测方向上，探测到了大量温度介于100,000到1,000,000开尔文之间的、被高度电离的气体。博尔多洛伊解释说：“这正是你期望看到的景象——它是那些寒冷气体云正在被热风蒸发时产生的‘烟雾’。”冷云的核心（由GBT探测）和其被加热蒸发的外层（由HST探测）同时被发现，构成了一个完整的物理图像。

更进一步，研究团队通过分析无线电波的多普勒频移，精确计算出这些冷云的运动速度。结果显示，它们正以每小时一百万英里（约每秒450公里）的惊人速度被向外抛射。这个速度再次佐证了费米气泡是一个非常年轻的结构。

综合所有证据，科学家们得出了一个颠覆性的结论：形成费米气泡的那次大爆发，并非发生在遥远的千万年前，而是在大约一百万年前。博尔多洛伊说：“当恐龙还在地球上漫游时，这些云团并不在这里。在宇宙的时间尺度上，一百万年只是一眨眼的功夫。”

这些冷云很可能是在那次大爆发中，从银河系中心盘面上被强大的热风“铲起”并带到高空的。格林班克天文台的天文学家杰伊·洛克曼（Jay Lockman）比喻道：“就像我们只有通过云的运动才能‘看到’地球上的风一样，我们无法直接观测到来自银河系的炽热星风，但可以通过它所携带的冷云的无线电辐射来探测它。”

这项发现为星系的“反馈机制”——即星系中的能量和物质如何循环与相互作用——提供了前所未有的强大经验约束。它迫使理论天体物理学家重新审视他们的模型，为我们理解星系如何演化，以及物质如何在其中经历从极冷到极热的循环，提供了一个关键的基准。