银河系中心附近有一个不寻常的物体，天文学家称之为“砖块”。这是一个巨大的气体云，称为红外暗云(IDC)。与其他同类产品一样，砖块密度大且湍流，但由于某种原因，它几乎没有显示出恒星形成的迹象。
为什么?
银河系的中心分子区(CMZ)可能是一个难以研究的区域。暗分子云驻留在那里，孕育着新的恒星。CMZ是一个巨大的分子云复合体，含有约6000万太阳质量的气体。砖头就是其中一朵云。天文学家渴望更好地了解这个区域，而JWST有能力窥探这个密集区域，揭示一些细节。
(资料图)
TheBrick是银河系中研究最多的IDC之一。它显示出比其他类似质量的云少得多的恒星形成。这构成了一个谜团，而天文学家则倾向于探索谜团。
一组研究人员利用JWST来研究这块砖，也称为G0.253+0.015。但很难看到密集区域。因此，为了研究这些气体云，天文学家转向一氧化碳。氢气含量更丰富，但一氧化碳非常明亮，在某些波长下可见。天文学家对其进行监测以追踪星际云的运动和密度。
这项新研究的标题是“JWST揭示了银河中心云G0.253+0.015中广泛的二氧化碳冰和气体吸收”，可在arXiv预印本服务器上获取。主要作者是佛罗里达大学天文学助理教授亚当·金斯伯格(AdamGinsburg)。
对于砖块缺乏明显的恒星形成，有不同的解释。它可能很年轻，可能太动荡，可能受到磁场的限制，或者实际上可能是沿着同一视线的许多云。“这些解释中的每一个都可能在云的状态和演变中发挥一定的作用，”作者解释道。
虽然它的恒星形成速度可能落后于其他类似的云，但那里仍然有超过56,000颗恒星。
天文学家投入了大量精力来了解银河系(包括CMZ)中气体的存在、分布和行为。但他们还没有非常彻底地研究二氧化碳等冷冻气体。这是因为研究它需要强大的红外能力。
输入JWST的NIRCam及其强大的多功能过滤器。
在这张砖块图像中，研究人员使用JWST的滤镜去除了所有星星。生成的图像显示中心的黑云，蓝色代表一氧化碳。JWST强大的滤镜系统使这样的图像成为可能。图片来源：金斯伯格等人。2023年
研究人员团队使用NIRCam更仔细地研究了这块砖。他们发现砖块中含有比想象中更多的二氧化碳冰，虽然砖块表面的二氧化碳可能处于气相，但它在内部被冻结。这告诉我们关于砖的什么信息?
关于砖块目前还没有确切的结论。在砖块内部的密集分子区域，二氧化碳是云中的主要冷却剂。因此，在云层密度较低的外围，二氧化碳的冷却作用应该更强。相反，在云层内部、较稠密的区域，二氧化碳可能已经完全冻结，而灰尘可能太稀疏，无法取代一氧化碳作为主要冷却剂。
恒星喜欢在气体冷却时形成，因此发现这么多二氧化碳应该表明恒星形成率很高。但尽管存在所有冰，砖块内部的气体却比其他云更温暖。
这些结果告诉我们一些有关整个银河系中心的信息。它们改变了我们对GC中CO标准丰度和同一区域气尘比的理解。根据这些结果，两者都太低了。
如果砖块和银河系中心的二氧化碳含量比想象的要多，这对恒星形成模型会有不同的影响，并可能影响砖块的低恒星形成率。
砖块是一个复杂的结构。这张来自另一项研究的图像显示了砖块内部不断膨胀的气体或气泡壳。科学家推测来自大质量恒星的风正在推动膨胀。图片来源：Henshaw/MPIA
云中二氧化碳的分布有标准模型，但就像天文学和天体物理学中的许多东西一样，JWST为天文学家提供了比以前更详细的信息，并推翻了一些既定的想法。这项研究背后的团队指出，如果银河系中心区域含有这么多的二氧化碳，那么其他星系也可能含有这么多的二氧化碳。
这只是该团队基于JWST对砖块观察的第一篇论文。虽然它提出了一氧化碳的新结果，但没有得出任何结论。但它确实有助于巩固Brick作为最受关注的IDC的地位。
未来的论文将介绍MIRI(中红外仪器)对Brick的观测，以及MIRI和NIRCam对C云(中央分子区的另一个结构)的观测。
进一步的观察可能会带来澄清，天文学家可能会得到对砖块恒星形成率低的解释。
