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双倍快进的恒星形成过程

 水共山华 2015-01-05

原文标题:Birth of a star in double-quick time

原文来自:Max-Planck-Institut Gesellschaft   Posted: 2014. 5. 14

编译:Melipal 审校:Linq

科学家对银河系中的一个大质量恒星育婴房进行了观测。

天文学家对银盘开展了新的巡天观测,发现了大量的低温致密气体尘埃云团,显然它们是大质量恒星的摇篮。由德国波恩马普射电天文所的蒂梅亚·琴盖里(Timea Csengeri)领导的小组运用APEX望远镜在0.87毫米波段获取的巡天天图估算了产星时标。他们的结果是,这一过程看起来发生得非常块,大质量恒星平均只需75000年即可形成,与质量较小的恒星相比,这一时标要短上许多。

质量远大于太阳的恒星在猛烈的超新星爆发中终结了自己快速而狂暴的一生,并因此产生了宇宙中的重元素。在此之前,它们会发射强有力的星风以及高能辐射/因此这些恒星不仅会对周边环境产生影响,也会影响整个星系的面貌以及未来的演化。

这些恒星是在银河系中最为寒冷的一些区域形成的,这里位于尘埃云深处,云团非常致密,几乎完全将隐蔽其中的年轻恒星发出的辐射吸收掉。新一代大质量恒星就在这里形成,它们埋嵌在致密的气体尘埃云之中。如果研究者想要追踪产星活动最早期的情况,必须要在波长长于可见光和红外线的波段进行观测。

这就是12米口径的APEX望远镜发挥用场的地方了,它在亚毫米波段工作。一个天文小组使用这架望远镜以及马普射电天文所建造的LABOCA照相机追踪到了质量最大的一些恒星的摇篮。APEX耸立在智利阿塔卡玛(Atacama)沙漠查南托(Chajnantor)高原上,台址海拔5100米,这里是地球上为数不多可以进行亚毫米波观测的地点之一。

ATLASGAL(APEX望远镜大天区银河系巡天)在银盘上覆盖了超过420平方度的天区,因此覆盖了在所谓太阳圈(译注:太阳轨道)以内内银河系的97%。这里包含4条旋臂的很大一部分,还拥有银河系中所有分子成分的三分之二左右。数据覆盖了大多数的大质量恒星育婴房。它还帮助研究者绘制了银河系的3维地图。

研究论文的第一作者、来自马普射电天文所的蒂梅亚·琴盖里说:“我们的小组使用ATLASGAL的数据生成了先前隐匿的大质量恒星形成区的最全面的样本。我们发现,银河中存在大量潜在的新地点,这些恒星当前正在这里形成。”

凯努莱宁解释说:“这是人们第一次通过对云团结构的观测确定出了形成恒星的临界密度。产星理论长期以来就预言了临界密度的重要性。不过我们的重构技术第一次让天文学家推算出了云团中的密度结构,并让产星理论直面观测数据。”

如此全面的统计记录让研究者发现,让产生质量最大恒星的低温致密云团成形的过程必然发生得非常迅速,时标只有75000年。这比太阳这样低质量恒星的形成时标要短得多。

马普所的天文学家詹姆斯·厄克哈特(James Urquhart)说:“研究者已经知道了银河系中质量最大的恒星短暂而狂暴的一生了。不过现在我们可以说,这还伴随着它们在诞生云团中形成所花费的时间相对较短。”实际上,质量较低的类太阳恒星寿命是大质量恒星的1000倍左右。而新的结果表明,大质量恒星在活跃得多的产星活动中形成所需的时标也很短。

根据弗里德里希·维罗夫斯基(Friedrich Wyrowski)的观点,ATLASGAL还提供了最极端的尘埃云的相关数据:“在角分辨率高得多的新型ALMA望远镜阵列的帮助下,我们就可以研究这些尘埃云内部发生的产星活动了”,这就是马普射电天文所APEX的任务科学家在未来的打算。

(全文完)

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