天文學家揭開銀心附近氣體雲團恆星低產之謎

2020-11-24 科教臺

　　在這張照片中，美國宇航局的斯皮策空間望遠鏡拍攝了神秘的塵埃氣體雲團G0.253+0.016(即圖像中左側暗色區域)。圖像右側明亮區域為銀河中心

　　新浪科技訊 北京時間1月19日消息，據美國太空網報導，天文學家們近日終於揭開了一個長期懸而未決的宇宙謎團——為何銀河系核區附近的大量高密度氣體雲沒有產生大量的新生恆星？

　　這個巨大的氣體雲編號為G0.253+0.016，研究人員得到的結論是：它轉動的速度太快了。除此之外這裡還缺少必要的密度更大的團塊區域，只有這樣的區域首先在自身重力作用下發生塌縮，恆星才會得以形成。研究人員們表示，這項結果顯示恆星的形成機制可能要比天文學家們原先估計的更加複雜，因此此項研究結果或將有助於科學家們更好地理解恆星的形成過程。

　　異常「低產」的雲團

　　G0.253+0.016塵埃氣體雲團直徑約30光年，其表現出異常的低恆星產出率，這和主流觀點認為高密度氣體雲產生大量恆星的觀點相悖。

　　這一氣體雲團的密度相當於著名的獵戶座星雲密度的25倍，後者內部正進行著劇烈的恆星製造過程。相比之下，在G0.253+0.016內部僅有很少見的恆星形成，而即便是這些勉強形成的恆星也是明顯的「營養不良」。

　　在一份聲明中，美國加州理工學院教授，此項研究的第一作者詹斯·考夫曼(Jens Kauffmann)表示：「這是一個密度很高的星雲，但是它卻沒有形成任何大質量恆星，這非常奇怪。」

　　考夫曼和他的同事們決定一探究竟。藉助設在夏威夷莫納克亞山頂上的亞毫米天線陣設備，他們發現G0.253+0.016內部僅有非常少見的超高密度核區，這些核區正是通過自身塌縮方式形成恆星的關鍵一環。他們在研究中使用的亞毫米天線陣是一個包括8臺射電望遠鏡在內的天線陣列。研究組成員，同樣來自加州理工的圖薩拉·皮萊(Thushara Pillai)表示：「這讓人感到非常驚奇，我們原本預期會看到多得多的超高密度區域。」

　　高速自轉

　　研究組隨後利用另外一項大型望遠鏡設備——位於加州境內的「毫米波天文研究聯合陣列」(CARMA)對其開展觀測。CARMA設備的觀測數據顯示雲團G0.253+0.016內部的氣體要比與之相似的雲團中的氣體運行速度高出大約10倍，其基本上位於被自身速度撕裂的邊緣，這裡的氣體物質運動太過迅速以至於無法聚集而凝結並最終形成恆星。

　　另外，研究組還發現這一雲團中充滿一氧化矽，這一般是當高速氣體撞擊細小的塵埃顆粒時產生的。這種豐度異常高的一氧化矽顯示G0.253+0.016可能實際上是由兩團相互撞擊的雲團構成的，它們兩者發生的撞擊產生強烈的衝擊波。皮萊表示：「在這樣大的尺度上看到這樣的衝擊波讓人非常驚訝。」

　　G0.253+0.016最終可能仍將開始產生恆星。然而由於其接近銀心的位置讓它難以平息下來，研究人員指出，在這一區域其將很容易和其它雲團相互撞擊或者被來自銀心超大質量黑洞的引力撕裂。有關這項研究的論文將會發表在近期出版的《天體物理學通報》上，另外研究組也已經在於上周三召開的美國天文學會第221次會議上做了報告。(晨風)

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