【中國科學報】科學家初步揭開大質量恆星形成區神秘面紗

2021-01-14 中國科學院

ATOMS項目觀測的146個大質量恆星形成區(紅色+)在銀河系的分布。大部分觀測目標都分布在旋臂上。中科院上海天文臺供圖

　　中國科學院上海天文臺劉鐵博士領銜的國際團隊，利用世界先進的「阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡」（ALMA)，開展了針對大質量恆星形成區的3毫米觀測項目(ATOMS)，首次對146個活躍的恆星形成區進行了超高解析度的觀測。該項目組近日在《皇家天文學會月刊》上背靠背發表了兩篇學術論文，發布了首批重要成果。

　　據介紹，該項目是目前ALMA在3毫米波段進行的樣本量最大的大質量恆星形成區觀測項目，將系統揭開這些區域稠密分子氣體的分布及大質量恆星形成的面紗。剛發布的成果顯示，首次基於光學薄的同位素分子譜線研究了「稠密分子的恆星形成定律」，揭示了不同相的氣體在空間分布上的異同；發現了「序列大質量恆星形成」，即在同一片分子雲中，大質量恆星的形成過程存在明顯的先後順序。

　　「ATOMS項目獲取了海量的分子譜線躍遷數據。與一氧化碳分子相比，這些分子譜線可以揭示分子雲中更加稠密的氣體。」論文第二作者、美國德克薩斯大學奧斯汀分校資深教授Neal J. Evans指出。

　　據悉，ATOMS項目組首次利用了光學薄的同位素分子譜線研究了「稠密分子的恆星形成定律」。結果發現，不同分子雲中相同質量的稠密氣體形成的恆星質量幾乎相當。與此同時，他們也證實了光厚譜線完全不能示蹤分子雲內部最緻密的部分——分子雲核，那裡是孕育恆星胚胎的直接場所；光薄譜線卻能較好地揭示分子雲核在分子雲中的空間分布。但是，研究人員也發現，在統計學意義上，光厚譜線和光薄譜線都可以很好地示蹤分子雲整體的稠密氣體質量和恆星形成率。

　　ATOMS項目組發現，稠密分子氣體、電離氣體和激波作用的氣體在空間分布上存在較大差異。他們首次在一個大質量恆星形成區G9.62+0.19，探測到了廣泛分布的一氧化矽窄線發射。對此，劉鐵解釋道，這表明該區域存在大範圍的低速激波，而這些激波的產生可能與電離氫區的膨脹或者大範圍氣體流間的碰撞有關。

　　「我們發現，大質量恆星並非最早形成於分子雲的中心，這與理論預言不同，對當前的大質量恆星形成理論提出了挑戰。」劉鐵告訴《中國科學報》，研究同時發現，已經形成的大質量恆星會顯著改變母分子雲中氣體的分布，並可能觸發新一代大質量恆星的形成。

　　相關論文信息：

　　httsp://doi.org/10.1093/mnras/staa1577

　　https://doi.org/10.1093/mnras/staa1501

　　（原載於《中國科學報》 2020-07-07 第1版 要聞)

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