“Maggie”灯丝的截面。 （T. Müller/J. Syed/MPIA）
大约 138 亿年前，我们的宇宙在一次大爆炸中诞生，产生了第一个亚原子粒子和我们所知的物理定律。
大约 37 万年后，氢形成了，它是恒星的组成部分，在恒星内部融合氢和氦，产生所有较重的元素。虽然氢仍然是宇宙中最普遍的元素，但在星际介质 (ISM) 中检测单个氢气云可能很困难。
这使得研究恒星形成的早期阶段变得困难，而这将为星系和宇宙的演化提供线索。
由天文学家领导的国际团队马克斯·普朗克天文研究所（MPIA）最近注意到我们银河系中有一根巨大的氢原子丝。这个结构，名为'玛姬”，距离我们约 55,000 光年（在银河系的另一边），是我们银河系迄今为止观测到的最长的结构之一。
（欧空局/盖亚/DPAC/T. Müller/J. Syed/MPIA）
上图：由欧空局盖亚卫星测量的银河系剖面（上）。该框标记了“Maggie”灯丝的位置和原子氢分布的假彩色图像（底部），红线表示“Maggie”灯丝。
这项研究描述了他们的发现，最近发表在期刊上天文学与天体物理学，由 Jonas Syed 博士领导。 MPIA 的学生。
维也纳大学的研究人员也加入了他的行列。哈佛-史密森天体物理中心（CfA），马克斯·普朗克射电天文研究所(MPIFR)、卡尔加里大学、海德堡大学、天体物理学和行星科学中心， 这阿格兰德天文研究所、印度科学研究所和 NASA 喷气推进实验室 (JPL)。
该研究基于获得的数据银河系 HI/OH/重组线巡天（THOR），一个依赖于卡尔·扬斯基甚大阵列（VLA）在新墨西哥州。
该项目利用 VLA 的厘米波射电天线，研究分子云的形成、原子到分子氢的转换、星系的磁场以及与 ISM 和恒星形成相关的其他问题。
最终目的是确定两种最常见的氢气如何汇聚形成致密的云，从而产生新的恒星。这两种类型是原子氢（H），即由一个质子、一个电子、没有中子组成的氢原子；分子氢（H2），由两个通过共价键连接在一起的氢原子组成。
只有后者会凝结成相对致密的云，从而形成霜冻区域，最终出现新的恒星。
原子氢如何转变为分子氢的过程在很大程度上仍然未知，这使得这种超长的细丝成为一个特别令人兴奋的发现。
已知最大的分子气体云的长度通常约为 800 光年，而玛吉的长度为 3,900 光年，宽为 130 光年。正如 Syed 在最近的 MPIA 中解释的那样新闻稿:
“这条细丝的位置促成了这一成功。我们还不知道它到底是如何到达那里的。但是这条细丝在银河系平面以下延伸了大约 1600 光年。观测结果还使我们能够确定它的速度。这使我们能够证明沿着灯丝的速度几乎没有差别。”
研究小组的分析表明，细丝中物质的平均速度为 54 公里/秒-1，他们主要通过测量银河系盘的旋转来确定它。这意味着波长为 21 厘米（又名“氢线”）在宇宙背景下清晰可见，使得结构清晰可辨。
THOR 负责人、该研究的合著者 Henrik Beuther 表示：“这些观测结果还使我们能够确定氢气的速度。” “这使我们能够证明沿着细丝的速度几乎没有差别。”
由此，研究人员得出结论，玛吉是一个连贯的结构。这些发现证实了维也纳大学天体物理学家、该论文合著者胡安·D·索莱尔一年前的观察结果。
当他观察到这种细丝时，他以家乡哥伦比亚最长的河流命名：马格达莱纳河（英语：Margaret，或“Maggie”）。虽然玛吉在索勒早期对雷神数据的评估中得到了认可，但只有当前的研究才能毫无疑问地证明它是一个连贯的结构。
根据之前公布的数据，研究小组还估计，按质量分数计算，玛吉含有 8% 的分子氢。
经过仔细检查，研究小组注意到气体沿着灯丝聚集在各个点，这使他们得出结论，氢气在这些位置积聚成大云。他们进一步推测，原子气体在这些环境中将逐渐凝结成分子形式。
“然而，许多问题仍未得到解答，”赛义德补充道。 “我们希望更多的数据能够为我们提供有关分子气体比例的更多线索，这些数据已经在等待分析。”
幸运的是，几个天基和地面观测站将很快投入运行，这些望远镜将在未来研究这些细丝。这些包括詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和无线电调查，例如平方公里阵列（SKA），这将使我们能够观察宇宙的最早时期（“宇宙黎明”）以及我们宇宙中的第一批恒星。
编者注（2022 年 1 月 10 日）：本文的早期版本将分子氢与其同位素氘混为一谈。此错误现已更正。
