FAST首次观测到星际气体云复杂丝状网络：揭秘恒星诞生的“胚胎”暗流
在深邃的银河系边缘，一团以每秒300公里高速奔袭的星际气体云——G165极高速云（VHVC），因中国天眼FAST的锐利目光，首次向人类展露出其内部隐藏的宇宙级“指纹”。2025年7月16日，中国科学院上海天文台联合国内外团队在《自然·天文学》发表里程碑式成果，首次揭示了星际温热原子云中由超音速湍流主导的复杂丝状网络结构。这一发现不仅重塑了天文学家对星际介质演化的认知，也为恒星诞生的初始条件提供了全新观测证据。
宇宙实验室：孤立的极高速云G165
G165极高速云距离地球约5万光年，位于银河系盘面之外的高银纬区域。其特殊性在于：
环境孤立：远离恒星辐射和引力扰动，成为研究星际云原始状态的“天然实验室”；
成分特殊：主要由暖中性氢原子介质构成，冷气体成分极少甚至可忽略；
演化阶段：与混合了冷热气体的常规高速云不同，G165代表星际云演化的更早期阶段，类似恒星形成的“胚胎期”。
这一环境使G165成为探索星际介质如何从弥散状态凝聚成结构的理想样本，而FAST的介入让科学家首次窥见其内部隐藏的复杂动态。
FAST的突破性观测：丝状网络与湍流之谜
依托500米口径球面射电望远镜（FAST）无与伦比的灵敏度与空间分辨率，研究团队通过中性氢21厘米谱线扫描，揭开了G165的神秘面纱：
复杂丝状结构：气体云内部存在多重速度层交织的网状丝状体，在三维空间中呈现扭曲交错的拓扑结构；
超音速湍流：局部气体速度波动超20公里/秒，远高于声速，系统整体呈现强烈湍流特征；
激波压缩证据：丝状体径向密度剖面的不对称性，表明内部存在激波压缩过程，这是结构形成的关键机制。
这些观测颠覆了传统认知——此前理论认为暖中性介质内部应平静均匀，而FAST揭示的高度结构化特征证实了湍流在星际云演化中的主导作用。
数值模拟解密：湍流与磁场的共舞
为探究丝状结构的成因，团队利用自主开发的磁流体力学模拟工具ORION2进行高精度数值实验，发现：
非引力主导：在没有引力参与的条件下，超音速湍流与磁场相互作用即可产生与观测吻合的丝状网络；
自然形成机制：湍流通过压缩和剪切气体，在磁场约束下自然形成多层级丝状结构及非对称密度分布；
激波的核心作用：湍流碰撞产生的激波进一步促使气体凝结，为后续恒星形成奠定物质基础。
这一过程揭示了星际介质在早期演化阶段自组织的物理机制，挑战了引力为唯一结构驱动力的传统模型。
科学意义：重新书写星系演化史
G165内部丝状网络的发现具有多重突破性意义：
1. 星系物质循环新证据：为理解银河系外缘原子气体的组织机制及星系尺度物质循环提供关键观测支撑；
2. 恒星起源的线索：阐明星际云向恒星形成区转化的初始条件，揭示恒星“摇篮”的物质来源；
3. 宇宙结构形成范式：证明在非引力主导环境下，湍流与磁场可独立驱动复杂结构形成，拓展了宇宙结构演化的理论框架。
该成果标志着FAST在揭示星际暗物质动力学领域再次领跑国际，彰显了中国在深空探测前沿的核心竞争力。
未来展望：FAST的深空探索蓝图
研究团队已规划后续观测计划：
扩大样本：系统扫描更多极高速云，构建星际云结构演化的普适性物理模型；
多波段联合：结合红外、射电等多波段数据，解析气体云中温度、磁场的三维分布；
连接恒星形成：追踪丝状结构如何进一步碎裂坍缩，最终孕育新生恒星。
随着FAST持续捕捉宇宙暗流的细微脉动，人类对星系生态与生命起源的认知边界正被不断拓展。这片5万光年外的气体云网络，已然成为解码恒星诞生密码的“宇宙罗塞塔石碑”。
探索冷知识：FAST观测的G165云中丝状体跨度可达数光年，但其密度仍不足地球实验室真空的万亿分之一——在近乎虚无的深空中捕捉如此精微结构，如同在千米外识别一根发丝的纹理。
此成果由中科院上海天文台博士后刘训川（第一作者兼通讯）、刘铁与沈志强研究员（共同通讯）领衔完成，相关数据及模拟代码已通过《自然·天文学》开放共享。
