在国家自然科学基金卓越研究群体项目（批准号12588202）等资助下，清华大学联合中国科学院国家天文台及国际合作者，利用“中国天眼”FAST与美国卡尔·央斯基甚大阵列（JVLA）的联合观测，在仙女座星系确认118个膨胀的中性氢超泡，发现连续超新星爆发通过这些巨大气泡提供的能量足以维持该星系的中性氢湍流。相关成果以“Supernova origin of galactic turbulence revealed by superbubbles”为题，于2026年9月17日在线发表于《自然·天文学》（Nature Astronomy），论文链接：https://doi.org/10.1038/s41550-026-02981-9。

　　星际气体中广泛存在不规则的湍流运动，影响气体聚集、恒星形成和星系演化。湍流能量会持续耗散，需要不断获得补充。超新星爆发能够释放巨大能量，但其中有多少传入星际气体、能否满足湍流的长期需求，一直缺乏直接的观测检验。以往研究通常从恒星形成率推算超新星爆发率，再假定一定的能量传递效率。这一效率难以测定，限制了对超新星能量贡献的判断。

　　成群大质量恒星的星风和连续超新星爆发，会推动周围气体形成巨大的空腔与膨胀壳层，称为“超泡”。超泡的大小、膨胀速度和周围气体密度，记录了实际传入气体的动能，为测量超新星的能量供给提供了途径。研究团队选择距离地球约250万光年的仙女座星系开展研究。它是距离银河系最近的大型旋涡星系，便于分辨单个超泡，并从外部观测整个气体盘。

　　此次研究将FAST对大尺度弥散气体的灵敏测量与JVLA对精细壳层结构的分辨能力相结合，获得了更完整的中性氢分布及运动信息。FAST补充的弥散辐射，使演化晚期、膨胀缓慢的超泡得以被识别。团队通过检验壳层形态和膨胀运动，在仙女座星系盘面确认118个中性氢超泡，其估算的膨胀时间最长约4000万年，与大质量星团中连续超新星活动的持续时间相当。

　　依据这些超泡的观测，团队估算了气体动能及平均能量输入速率，并考虑星系旋转和热运动的影响，从同一组数据独立估算湍流的能量耗散速率。结果显示，两种速率的大小及随星系半径的变化趋势均相符，表明连续超新星爆发能够通过超泡补充湍流耗散的能量，维持仙女座星系观测到的中性氢湍流。

　　这项研究以气体膨胀的实际测量约束超新星的能量贡献，将超泡演化与星系尺度的气体运动建立了定量联系，为理解恒星反馈如何影响星际介质和恒星形成提供了观测依据。FAST与射电干涉阵列的联合观测，也为在更多近邻星系中检验湍流的能量来源提供了方法。

图 仙女座星系中的超泡及其对星际湍流的能量供给。 右图为FAST与JVLA联合观测得到的中性氢分布，右上角示意超泡的膨胀壳层。左下图标出118个超泡在星系中的位置。左上图比较超泡的能量输入速率（白色圆点）与湍流的能量耗散速率（灰色带状区域），两者的大小及随星系半径的变化趋势相符，表明连续超新星爆发通过超泡提供的能量足以维持仙女座星系的中性氢湍流