科学家初步揭开大质量恒星形成区神秘面纱

仙仙

中国科学院上海天文台刘铁博士领衔的国际团队，利用世界先进的“阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜”（ALMA），开展了针对大质量恒星形成区的3毫米观测项目（ATOMS），首次对146个活跃的恒星形成区进行了超高分辨率的观测。该项目组近日在《皇家天文学会月刊》上背靠背发表了两篇学术论文，发布了首批重要成果。


据介绍，该项目是目前ALMA在3毫米波段进行的样本量最大的大质量恒星形成区观测项目，将系统揭开这些区域稠密分子气体的分布及大质量恒星形成的面纱。刚发布的成果显示，首次基于光学薄的同位素分子谱线研究了“稠密分子的恒星形成定律”，揭示了不同相的气体在空间分布上的异同；发现了“序列大质量恒星形成”，即在同一片分子云中，大质量恒星的形成过程存在明显的先后顺序。


“ATOMS项目获取了海量的分子谱线跃迁数据。与一氧化碳分子相比，这些分子谱线可以揭示分子云中更加稠密的气体。”论文第二作者、美国得克萨斯大学奥斯汀分校资深教授Neal J. Evans指出。


据悉，ATOMS项目组首次利用了光学薄的同位素分子谱线研究了“稠密分子的恒星形成定律”。结果发现，不同分子云中相同质量的稠密气体形成的恒星质量几乎相当。与此同时，他们也证实了光厚谱线完全不能示踪分子云内部最致密的部分——分子云核，那里是孕育恒星胚胎的直接场所；光薄谱线却能较好地揭示分子云核在分子云中的空间分布。但是，研究人员也发现，在统计学意义上，光厚谱线和光薄谱线都可以很好地示踪分子云整体的稠密气体质量和恒星形成率。


ATOMS项目组发现，稠密分子气体、电离气体和激波作用的气体在空间分布上存在较大差异。他们首次在一个大质量恒星形成区G9.62+0.19，探测到了广泛分布的一氧化硅窄线发射。对此，刘铁解释道，这表明该区域存在大范围的低速激波，而这些激波的产生可能与电离氢区的膨胀或者大范围气体流间的碰撞有关。


“我们发现，大质量恒星并非最早形成于分子云的中心，这与理论预言不同，对当前的大质量恒星形成理论提出了挑战。”刘铁告诉《中国科学报》，研究同时发现，已经形成的大质量恒星会显著改变母分子云中气体的分布，并可能触发新一代大质量恒星的形成。（中国科学报记者黄辛）