【博科园-科学科普】与宇宙中的其他星系相比，银河系是一个相当微妙的特征。事实上由于银河系中央分子区(CMZ)存在着温暖的气体，星系的亮度是银河系的数千倍。这种气体是由环绕在星系核上的超大质量黑洞(SMBH)周围的大量恒星形成而引起的。
美国宇航局的斯皮策太空望远镜拍摄了这张令人惊叹的银河系中心的红外图像。图片版权：NASA/JPL-Caltech
银河系的核心也有一个黑洞(人马座a *)和它需要形成新的恒星所需的所有气体。但由于某种原因，银河系星系的CMZ中的恒星形成比平均水平要低。为了解决这个谜题，一个国际天文学家团队对CMZ进行了一项大规模的全面研究，以寻找答案。
这项研究名为“高压环境下的恒星形成:银河中心尘埃脊的SMA观点”最近发表在皇家天文学会的月报上。该研究由联合阿尔玛天文台和日本国家天文台的丹尼尔·沃克领导，包括来自多个天文台、大学和研究机构的成员。
一种伪彩色斯皮策红外图像的银河系中央分子区(CMZ)。图片版权：Spitzer/NASA/CfA
研究小组依赖于位于夏威夷Maunakea顶端的亚毫米波阵列(SMA)无线电干涉仪。发现在CMZ的“尘埃脊”中有13个高质量的岩心样本，它们可能是早期发育阶段的年轻恒星。这些岩心的质量从50到2150太阳质量不等，半径为0.1 - 0.25秒(0.326 - 0.815光年)。还注意到两颗天体的存在，这些物体似乎是以前不为人知的年轻的，高质量的原恒星。他们的研究中所有这一切都表明在CMZ中，恒星的形成速率与星系盘的相同，尽管它们存在巨大的压力差异：
所有都看起来都很年轻(前uchii)，这意味着他们是代表高质量恒星和子群的初始条件的主要候选者。我们将所有被探测到的核与星系盘上的高质量岩心和云团进行比较，发现它们的质量和大小大致相同，尽管受到外部压强的影响，它们的大小是几个数量级的。为了确定CMZ中的外部压力更大，研究小组观察了分子甲醛和甲基氰化物的谱线来测量气体的温度及其动力学。这表明气体环境是高度湍流的，这使得他们得出结论：CMZ的湍流环境是抑制恒星形成的原因。
来自NSF的Karl G. Jansky的无线电图像显示了银河系中心。图片版权：NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.
在这样一个高压环境下> 80%的核心没有显示出任何恒星形成活动的迹象，这让我们得出结论，这进一步证明了由于湍流，CMZ中恒星形成的临界密度阈值增加了。最终CMZ中恒星形成的速率不仅依赖于它们的大量气体和尘埃，而且依赖于气体环境本身的性质。这些结果不仅可以为未来的银河系研究提供信息，也可以为其他星系的研究提供信息——特别是当涉及到超大质量黑洞(SMBHs)、恒星形成和星系演化之间的关系时。
几十年来，天文学家一直在研究星系的中心区域，希望以此来确定这种关系是如何运作的。近年来天文学家提出了相互矛盾的结果，其中一些表明恒星形成是由于SMBHs的存在而被逮捕的，而另一些则没有相关性。此外对SMBHs和活动星系核(AGNs)的进一步检查表明，星系的质量与它的中心黑洞质量之间可能没有相关性——这是天文学家先前同意的另一种理论。因此了解恒星的形成为何和为什么会在银河系中不同，这可以帮助我们解开其他的谜团。由此我们可以更好地了解恒星和星系是如何在宇宙历史进程中演化出来的。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：CfA, MNRAS
