大約 138 億年前，我們的宇宙誕生於一次大爆炸，產生了第一個亞原子粒子和我們所知的物理定律。大約 370,000 年後，氫形成了，它是恆星的組成部分，它在內部融合氫和氦以產生所有較重的元素。雖然氫仍然是宇宙中最普遍的元素，但在星際介質 (ISM) 中探測單個氫氣雲可能很困難。
這使得研究恆星形成的早期階段變得困難，這將為星系和宇宙的演化提供線索。由馬克斯普朗克天文學研究所(MPIA)的天文學家領導的一個國際團隊最近注意到我們銀河系中有一條巨大的原子氫氣絲。這個名為“瑪吉”的結構位於大約 55,000 光年之外（在銀河系的另一邊），是我們銀河系中觀察到的最長的結構之一。
描述他們發現的研究最近發表在《天文學與天體物理學》雜誌上，由博士喬納斯賽德領導。MPIA 的學生。來自維也納大學、哈佛-史密森天體物理學中心(CfA)、馬克斯普朗克射電天文學研究所(MPIFR)、卡爾加里大學、海德堡大學、天體物理學和行星科學中心的研究人員加入了他的行列，在Argelander-天文研究所，科學的印度理工學院，以及美國航空航天局噴氣推進實驗室（JPL）。
該研究基於銀河系 HI/OH/重組線調查(THOR) 獲得的資料，該觀測計劃依賴於新墨西哥州的Karl G. Jansky 甚大陣列(VLA)。該專案使用 VLA 的釐米波無線電天線，研究分子云的形成、原子向分子氫的轉化、星系的磁場以及與 ISM 和恆星形成相關的其他問題。
最終目的是確定兩種最常見的氫同位素如何匯聚以形成上升為新恆星的緻密雲。同位素包括原子氫 (H)，由一個質子、一個電子和沒有中子組成，分子氫 (H 2 ) - 或氘 - 由一個質子、一箇中子和一個電子組成。只有後者會凝結成相對緻密的雲，這些雲會形成最終出現新恆星的寒冷區域。
原子氫如何轉變為分子氫的過程在很大程度上仍然未知，這使得這種超長的燈絲成為一個特別令人興奮的發現。已知最大的分子氣體雲通常長約 800 光年，而瑪姬長 3,900 光年，寬 130 光年。正如 Syed 在最近的 MPIA新聞稿中解釋的那樣：
“這條燈絲的位置促成了這一成功。我們還不知道它是如何到達那裡的。但是燈絲在銀河系平面下方延伸了大約 1600 光年。 觀察結果還使我們能夠確定氫氣的速度。這使我們能夠證明沿著燈絲的速度幾乎沒有區別。”
銀河系的一部分，由歐空局的蓋亞衛星（頂部）測量。方框標記了“Maggie”燈絲的位置和原子氫分佈的假彩色影象（底部），紅線表示“Maggie”燈絲。
研究小組的分析表明，燈絲中的物質的平均速度為 54 km/s -1，他們主要是根據銀河系圓盤的旋轉來測量它。這意味著在宇宙背景下可以看到波長為 21 釐米（又名“氫譜線”）的輻射，從而使結構清晰可辨。“觀察結果還使我們能夠確定氫氣的速度，”THOR 負責人、該研究的合著者 Henrik Beuther 說。“這使我們能夠證明沿著燈絲的速度幾乎沒有區別。”
由此，研究人員得出結論，瑪吉是一個連貫的結構。這些發現證實了維也納大學天體物理學家、該論文的合著者胡安·D·索勒 (Juan D. Soler) 一年前的觀察結果。當他觀察到這條細絲時，他以他的家鄉哥倫比亞最長的河流命名它：Río Magdalena（英語：Margaret，或“Maggie”）。雖然 Maggie 在 Soler 早期對 THOR 資料的評估中被認出，但只有當前的研究毫無疑問地證明它是一個連貫的結構。
根據先前公佈的資料，該團隊還估計瑪姬含有 8% 的分子氫質量分數。經過仔細檢查，研究小組注意到氣體沿著燈絲聚集在不同的點，這使他們得出結論，氫氣在這些位置積聚成大雲。他們進一步推測，在這些環境中，原子氣體會逐漸凝結成分子形式。
“然而，許多問題仍未得到解答，”賽義德補充道。“我們希望其他資料能夠為我們提供有關分子氣體部分的更多線索，已經在等待分析。” 幸運的是，幾個天基和地面天文臺很快就會投入使用，這些望遠鏡將在未來用於研究這些細絲。其中包括詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST) 和平方公里陣列(SKA ) 等無線電巡天，這將使我們能夠看到宇宙的最早時期（“宇宙黎明”）和我們宇宙中的第一批恆星。
