天文学家首次绘制出本地星际介质温度相3D地图
恒星之间的空间并非空无一物。它是一个动态的多相介质，气体在温暖的弥漫云团和寒冷稠密的孕育室之间循环，而未来恒星的种子则受到天文学家刚刚开始以三维方式绘制的作用力塑造。
由乔纳森·谢莱斯特和什穆埃尔·比亚利领导的研究团队首次对本地星际介质（ISM）中的热相进行了三维重建，覆盖了以太阳为中心、直径1千秒差距（3,260光年）的区域。这个名为P3D的工具在2秒差距的网格上对ISM进行采样，结合了尘埃消光、星际远紫外辐射的高分辨率3D地图以及中性ISM热化学模型。
这项已提交至《自然·天文学》的研究揭示了一幅远比长期作为标准模型的简单冷热二分法复杂得多的图景。
多相结构
重建显示，寒冷中性云团被热不稳定的包层包围，全部嵌入普遍存在的温暖中性介质中。在银道面150秒差距（490光年）范围内，约41%的尘埃示踪中性质量处于热不稳定状态，这意味着它存在于能够快速相变的温度和密度条件下。
这种不稳定性表明，本地ISM正在温暖和寒冷状态之间循环，周期约为290万至600万年，在银河尺度上只是眨眼之间。这种循环由冷却、湍流和附近恒星紫外线辐射的共同作用驱动。
挑战恒星形成模型
最令人惊讶的发现之一是，寒冷相具有极其狭窄的密度分布，内部马赫数最多为跨音速，这意味着寒冷云团内的气体运动速度不超过音速，马赫数低于1.5。
这一结果挑战了那些假设单一相、强超音速冷气体密度场的恒星形成模型——在这些模型中，超音速湍流主导着分子云的结构。如果太阳邻域的寒冷ISM仅为轻度湍流，那么关于气体如何坍缩形成恒星的模型可能需要进行修正。
绘制不可见之物
数十年来，星际介质一直通过21厘米射电观测进行统计研究，提供了平均化大体积中性气体相的图像。P3D所增添的是空间结构：云团、包层以及它们之间温暖介质的实际三维结构。
重建揭示了所绘区域周围存在不对称的低表面亮度特征，这些特征与更大星系环境中的扰动在空间上相关，表明即使是本地ISM——紧邻我们太阳系的太空泡——也受到远在它之外发生的事件的塑造。
P3D工具和数据可供更广泛的天文学界使用，为银河系其他邻近区域的可比重建打开了大门。正如谢莱斯特和比亚利所指出的，理解气体在何处以及如何在相之间循环，对于理解恒星在何处以及如何诞生至关重要。
婷 翻译