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銀河系中心:大質(zhì)量恒星形成之路艱難

 天文在線 2025-09-19 發(fā)布于云南
銀河系核心:大質(zhì)量恒星誕生遇瓶頸

一張細節(jié)滿滿的我們所在的銀河的銀河中心紅外相片。人馬B1, 人馬B2和人馬C是三個本研究中研究的三個恒星形成區(qū)域。一些原因造成他們形成大質(zhì)量恒星比較困難。

在銀河中心的氣體云包含著大量組成恒星的氣體,但是一些原因造成了很少恒星會在那邊形成,但是在銀河的其他區(qū)域,相似氣體卻能輕易地形成大質(zhì)量恒星。整體上說,這些氣體云更少地形成恒星,它們是新的一種分子云嗎?

這些恒星形成區(qū)域稱為巨型電離氫區(qū)域(GH ii區(qū)域),得名來源于區(qū)域內(nèi)氫分子被臨近恒星放出的紫外光輻射電離。這些氣體云可以壯觀地橫跨數(shù)百光年,相比于典型形成恒星的云僅僅數(shù)十光年厚度。這些巨物擁有形成數(shù)千個恒星的氣體。有些有數(shù)百萬太陽等價的亮度,有些在銀河另外側,他們被數(shù)百顆熾熱大質(zhì)量恒星組成的星團點亮。

但是,在銀河中心,這些巨型氫電離區(qū)域生成大質(zhì)量恒星卻比較困難。在天體物理學雜志中刊發(fā)的新研究中檢查了銀河中心中的三塊這樣區(qū)域,又被稱為中央分子集中區(qū)。

這篇研究論文的題目叫做《基于SOFIA探測銀河的巨型氫電離區(qū)域,第七部分,銀河中央?yún)^(qū)域人馬B1,人馬B2和人馬C》,領頭科學家是來自SETI研究院Carl Sagan研究中心的James M。 De Buizer, (注:SOFIA-FORCAST?是SOFIA天文臺上的一個重要儀器,全稱為“Far-Infrared Camera, Spectrometer, and Polarimeter” (遠紅外相機、光譜儀和偏振計)。SOFIA是一架改裝自波音747SP的飛機,搭載了一個2。5米口徑的望遠鏡,能夠在11000米高空飛行,減少大氣干擾,提供良好的觀測條件)

“巨型氫電離區(qū)域(GH ii)是許多超大質(zhì)量年輕或者正在成型的OB星團的家,“作者們寫到,“他們包括了一大部分最大質(zhì)量的銀河恒星,因此可以主導銀河熱發(fā)射成像?!毖芯窟@些區(qū)域可以幫助天文學家理解其他銀河系觀察到的現(xiàn)象如何解釋和怎么理解大質(zhì)量恒星在其中形成和演化。

“理解大質(zhì)量恒星如何形成和演化可以給初始質(zhì)量函數(shù)和恒星形成理論帶來啟示”這些研究者們說。

這個研究聚焦在中央分子區(qū)域(CMZ)內(nèi)那三塊巨型氫電離區(qū)域(GH ii) 找到的77顆大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)。在它們成型時,他們是舉足輕重的有影響的星體,因為他們可以通過輻射出的強烈紫外光極大的改變周圍環(huán)境。這些強大放射可以激發(fā)或者壓制附近區(qū)域內(nèi)恒星形成。它們可以造成他們所在的分子云內(nèi)形成空腔使恒星形成物質(zhì)更加致密。觀察他們可以幫助天文學家們理解他們充滿能量的誕生過程和他們?nèi)绾斡绊戙y河進化。不幸地是,他們“躲”在濃厚的云后,觀測不便。這個研究使用了SOFIA天文臺(機載紅外射電天文臺)來透過覆蓋著不透明云體探測他們。

研究者找到了三塊巨型氫電離區(qū)域(GH ii) 的共同點,也找到了顯著的不同點。

這篇文章中展示的照片顯示了人馬座B1,人馬座B2。大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)被字母和數(shù)字標記:字母表示這些大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)是電波輻射源,數(shù)字表示這些大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)是紅外輻射源。

當他們比較銀河中心的三塊巨型氫電離區(qū)域(GH ii),他們發(fā)現(xiàn)恒星形成速率低于全銀河平均,同時也發(fā)現(xiàn)盡管擁有濃密的氣體云,他們生成大質(zhì)量恒星卻很困難,而且沒有足夠的材料支撐一代恒星誕生。這些使他們和銀河系其他恒星形成區(qū)域不同。

“最近的研究結論是銀河中心的恒星形成是被扼制的,更甚有人認為,那里現(xiàn)在可能沒有恒星正在形成?!睜款^作者De Buizer在一次新聞發(fā)布會上說,“因為正在生成的大質(zhì)量恒星在長紅外波段是最亮的,我們擁有我們所在銀河最中心恒星形成區(qū)分辨率最高的的紅外圖像。但是數(shù)據(jù)展示,恰恰相反,有大質(zhì)量恒星正在那里生成,但是可以確認的是生成速度相對較慢?!?/span>

此圖展示了人馬座C和他的三塊附屬區(qū)域,數(shù)字展示了SOFIA找出的潛在大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)

人馬座B2似乎孕育著最年輕的大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)同時也有質(zhì)量最大的那些。人馬座B2最大的大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)大概是太陽質(zhì)量的64倍,這和“我們觀察到的銀河平面其他幾個巨型氫電離(GH ii)區(qū)域差不多“,作者們寫到,但是,在人馬座B1和C中最大的大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)大概只有這個質(zhì)量的一半,即32個太陽質(zhì)量。

人馬座C鶴立雞群,“人馬座C內(nèi)找不到幾顆大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO),而且似乎那里有更高比例的小質(zhì)量年輕恒星星體,并夾雜著更多進化異常/前景星體,“作者們寫到,”更有甚者,不像傳統(tǒng)氫電離(GH ii)區(qū)域,人馬座B1和人馬座C更多地被不像在這個區(qū)域內(nèi)形成的進化異常星體電離,“研究者們解釋道。

我們的太陽系距離銀河中心大概26,000光年,但是這三個被研究的氫電離區(qū)域在距離銀河中心300光年的軌道公轉。這使它們極度接近那塊能量混亂的區(qū)域:有來自那片區(qū)域的超重黑洞的急促潮汐引力,也有來自大質(zhì)量恒星的強勁的恒星風,極端溫度和強大的磁場,都有可能中斷恒星形成。

“這些銀河系中心恒星形成區(qū)域在許多方面和相對平靜的銀河系“周邊”其他大質(zhì)量恒星誕生區(qū)域類似,”本項研究成果的共同作者——來自加州理工IPAC(紅外處理和分析中心)的 Wanggi Lim說,“但是,在銀河中心區(qū)域找到的大質(zhì)量恒星雖然大得讓人印象深刻,但是尺寸和數(shù)量比銀河的其他區(qū)域都要少。更有甚者,通常那些恒星形成區(qū)域和大恒星形成材料 '庫’緊密相連,而且在不斷形成各個階段的恒星,但是這些似乎對于銀河中心區(qū)域不適用”

但三個區(qū)域中有一個例外——Sgr (人馬座) B2和其他氫電離區(qū)域一樣,沒有那么高的恒星形成速率,但它和恒星形成物質(zhì)'庫’緊密相連。這意味著將來那里可能會產(chǎn)生一個星團。作者們解釋說臨近的Sgr (人馬座) B1可能進化程度更高,所以“有充分的時間去驅散大部分分子材料?!?/span>

雖然三個巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)差距比較大,他們都有類似的大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)恒星密度,但都低于平均值?!斑@個結果和你們可能認為的中央分子集中區(qū) (CMZ)恒星形成區(qū)域不太可能是多產(chǎn)的觀點一致,不過它們的確正在以和更外圍的巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)一樣速度孕育大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO),盡管這個速率低于平均值?!弊髡呶恼吕飳懙健5钊艘馔獾氖撬腥齻€巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)的大質(zhì)量年輕恒星星體(MYSO)恒星密度大致是一致的,即使人馬座B2(Sgr B2)是更高產(chǎn)的恒星形成環(huán)境。

天文學家們認為典型巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)應該包括還鑲嵌在他們的氣體云中的大質(zhì)量星云主要發(fā)生區(qū)域。但這兩個在本項目中被研究的區(qū)域人馬座BI(Sgr B1)和人馬座C(Sgr C) 不符合這個定義,他們可能應被定義為新的區(qū)域類型。

“在這些方面,人馬座BI(Sgr B1)和人馬座C(Sgr C)和典型巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)表現(xiàn)不同,所以它們可能代表了一種新的巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)分類或者挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)分類方法?!弊髡邆儗懙?。

或者,他們根本不應該被作為巨型電離氫區(qū)(GH ii regions),“另一方面,因為那個關于巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)的幼稚假設——巨型電離氫區(qū)是誕生大質(zhì)量星體星團并且這些大質(zhì)量星體星團仍舊存在其中的巨型分子云,有人會說,人馬座BI(Sgr B1)和人馬座C(Sgr C)應該不能被認為是巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)的一部分,而不是被定義為一類新的巨型電離氫區(qū)(GH ii regions)。”作者們總結道。

BY:universetoday

FY:Evan Gough

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轉載還請取得授權,并注意保持完整性和注明出處

翻譯:天文志愿文章組-協(xié)作翻譯小分隊

聯(lián)合署名:姜小豬,

審核:天文志愿文章組-

排版:零度星系

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://www./articles/the-galactic-center-struggles-to-form-massive-stars

本文由天文志愿文章組-姜小豬翻譯自文章作者universetoday的作品,如有相關內(nèi)容侵權,請在作品發(fā)布后聯(lián)系作者刪除.

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