近日，清华大学天文系的李菂教授团队在《自然·天文》上发表了一项重要研究，首次直接证明超新星爆炸“吹出的泡泡”是驱动星系湍流的主要能量来源。研究团队利用中国天眼FAST与美国的卡尔·央斯基甚大阵列联合观测仙女座星系（M31），识别出118个中性氢超泡，并从中估算出超新星的长期动能输入。这一成果不仅为理解星系的形成和演化提供了新视角，也为星际气体运动的复杂性提供了科学依据。
李菂教授用超新星爆炸“吹泡泡”作类比，生动形象地解释了这一现象。大质量恒星在其演化末期经历剧烈的爆炸，周围的氢气体被冲击波“吹成泡泡”。这些泡泡的膨胀和扰动，能够混合并反馈重元素，推动下一代恒星的形成。我们的太阳系就位于一个这样的“本地泡”中，过去的超新星爆炸塑造了我们所处的星际环境。
研究团队选择了距离地球约250万光年的仙女座星系进行观察，因为它的近距离使得研究者能够分辨出大型超泡的详细结构。通过结合超泡的膨胀形态和运动学证据，团队确认了118个中性氢超泡的存在，膨胀时间可达4000万年。超泡并不是新概念，早在1979年就已被发现，但它们在星系演化中的作用仍然是科学家们持续探索的热点。
超泡的研究不仅帮助我们理解星系的形成机制，还为探索星际湍流的驱动因素提供了新的线索。湍流是星际气体中普遍存在的复杂运动，直接影响气体的分布和恒星的形成。如何维持这种气体运动是天体物理研究中的一大难题。李菂教授和他的团队通过直接检验超泡的动能输入与湍流的耗散，首次明确了超新星在星系演化中的重要角色。
值得一提的是，超新星的能量输入不仅能维持星际湍流，还能促进恒星的形成和演化。通过对仙女座星系的研究，李菂团队揭示了超新星爆炸如何通过其能量反馈影响星系的气体运动。这一发现为未来的天体物理研究奠定了基础，将有助于科学家们更深入地探讨恒星反馈对星系演化的影响。
李菂教授表示，未来的研究将继续利用中国天眼和其他先进望远镜，探讨不同星系中超新星反馈的作用。这不仅是对星际气体运动的进一步理解，也将推动我们对宇宙演化的认识。超新星的研究揭示了恒星与星系之间复杂而深刻的联系，帮助我们更好地理解宇宙的奥秘。
