大質(zhì)量原恒星團(tuán)形成圖像繪出

人類所看到的遙遠(yuǎn)星光，來自哪里?又是如何形成的?“那些遙遠(yuǎn)的星光主要來自大質(zhì)量恒星，它們個(gè)頭龐大卻數(shù)量稀少，造就了絢爛的超新星爆發(fā)和奇詭的脈沖星、黑洞和引力波，推動(dòng)了星系和宇宙的演化。這些體積龐大、數(shù)量稀少的恒星就誕生于大質(zhì)量原恒星團(tuán)?！北本┐髮W(xué)科維理天文與天體物理研究所研究員王科說。

圖為韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的正在形成的原恒星。(受訪者供圖)

近年來，由北京大學(xué)主導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)利用國(guó)內(nèi)外的多座大型射電望遠(yuǎn)鏡，開展了一系列高分辨率、高靈敏度的觀測(cè)研究，最終系統(tǒng)性地揭示并描繪出大質(zhì)量原恒星團(tuán)完整、連貫的演化動(dòng)態(tài)圖像，為后續(xù)研究提供了研究策略。相關(guān)研究成果已形成三篇論文，并于日前發(fā)表在美國(guó)《天體物理學(xué)雜志增刊》和英國(guó)《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。

圖為韋布望遠(yuǎn)鏡拍攝的分子云及其孕育的大質(zhì)量原恒星團(tuán)。(受訪者供圖)

論文第一作者、北京大學(xué)物理學(xué)院天文學(xué)系博士研究生許峰瑋介紹，分子云是星系中較冷較致密的氣體凝結(jié)體，是恒星形成的“溫床”。分子云中的高密度云核在引力作用下，通過坍塌、收縮和分裂，最終形成了原始的恒星，即原恒星。而大量相互間存在引力作用的原恒星組合成群，形成了原恒星團(tuán)。在持續(xù)坍塌和收縮效應(yīng)下，原恒星團(tuán)變得更加緊密。

分子云中的物質(zhì)，最終僅有少量轉(zhuǎn)化成恒星的部分，其他物質(zhì)或以彌散氣體的形式存在，或通過噴流等過程重返星際介質(zhì)。“位于分子云中心的高密度云核吞噬周邊氣體的速度更快，也‘成長(zhǎng)’得更快，這或許是大質(zhì)量恒星通常形成于星團(tuán)中心的原因。”許峰瑋說。

圖為大質(zhì)量原恒星團(tuán)的演化圖景卡通圖。(受訪者供圖)

“這一系列研究首次觀測(cè)到了原恒星團(tuán)中的質(zhì)量分層現(xiàn)象，即大質(zhì)量的云核向星團(tuán)中心聚集，解決了長(zhǎng)期以來關(guān)于質(zhì)量分層現(xiàn)象起源的爭(zhēng)議?！弊鳛檎撐耐ㄓ嵶髡撸蹩票硎?，“正如審稿人所評(píng)價(jià)的，這一整套分析方法為后續(xù)研究開辟了新道路，有助于深化對(duì)恒星形成的認(rèn)識(shí)?！?/p>

據(jù)悉，過去受觀測(cè)設(shè)備及技術(shù)水平的限制，對(duì)星團(tuán)的研究多集中于成熟星團(tuán)。近年來，伴隨新一代射電望遠(yuǎn)鏡應(yīng)用及計(jì)算能力提升，可研究的原恒星團(tuán)樣本量大大增加，人們才得以逐漸揭開大質(zhì)量星團(tuán)早期演化過程的面紗。

該研究的參與者還包括中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)、北京大學(xué)、云南大學(xué)、智利大學(xué)以及美國(guó)哈佛-史密松天體物理中心等20余所國(guó)內(nèi)外高校及研究機(jī)構(gòu)的科研人員。

來源：《光明日?qǐng)?bào)》