近日，中國科學院上海天文臺研究團隊依托阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列望遠鏡（ALMA），結合甚大陣（VLA）脈澤天體測量觀測，揭示了大質量恒星形成區中氣體從大尺度流向小尺度的完整過程。
質量大于八倍太陽質量的大質量恒星在宇宙演化過程中具有決定性作用。但是，與小質量恒星“單體塌縮”形成路徑不同，大質量恒星往往形成于大尺度、復雜且高度動態的氣體環境中。氣體如何從大尺度逐步輸運到小尺度并形成圍繞大質量原恒星的吸積盤是相關領域的熱點。
科研團隊利用ALMA和VLA，對距離太陽約1.25千秒差距的大質量恒星形成區IRAS 18134-1942，進行多尺度高分辨率觀測，揭示了“類旋臂-棒狀-旋轉包層—吸積盤”復合系統。在約2萬天文單位尺度上，數條清晰的氣體流將外圍物質向核心輸運，形成多條“旋臂”，部分氣流符合旋轉內落的運動特征，顯示大尺度團塊的整體旋轉坍縮，可能在塑造氣體內流形態和運動學方面起到關鍵作用；“旋臂”狀氣體流連接至一個約7500天文單位長的棒狀結構，進一步將氣體引導至核心區域；在約2000天文單位的核心范圍內，氣體形成旋轉塌縮包層，并在約500天文單位范圍內形成具有開普勒旋轉運動特征的吸積盤。這是迄今為止首次在單個大質量氣體團塊中，同時揭示多個環節相互連接的完整層級氣體系統，且與棒旋星系具有相似性。
計算發現，“旋臂”和棒狀結構的氣體運輸速率，保持在10-4太陽質量每年的水平，顯示出層級但連續的氣體下落模式；在吸積盤尺度的氣體吸積率下降到10-6太陽質量每年，表明旋轉塌縮包層和吸積盤共同調控原恒星的吸積率。旋轉包層與由甲醇脈澤示蹤的原恒星盤速度梯度相反，這可能是由于湍動的氣體輸入同時帶來不均勻的角動量輸入，導致原恒星盤的角動量軸發生擺動，使原恒星盤的傾角與氣體包層的傾角“符號相反”，而并非完全的“旋轉方向相反”。
這一研究表明大質量分子云團塊的內部結構并非簡單或無序，而是可呈現出類似棒旋星系的高度有序層級結構，為大質量恒星在復雜環境中積聚質量、形成吸積盤提供了觀測證據。
9月18日，相關研究成果發表在《科學進展》（Science Advances）上。
層次化的氣體運動學結構。左上開始順時針從大尺度到小尺度變化。左上：“類旋臂”系統；右上：“棒狀”結構；右下：旋轉下落的氣體包層；左下：吸積盤
分子云中類迷你“棒旋星系”層級氣體結構的藝術圖（由百度AI平臺制作）
氣體包層和原恒星盤“傾角符號相反”示意圖
本文鏈接：研究發現大質量恒星形成區中氣體吸積的多尺度全過程http://www.sq15.cn/show-12-1820-0.html
聲明：本網站為非營利性網站，本網頁內容由互聯網博主自發貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。