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2023-02-19 11:13

科学家观察高速恒星形成

天鹅座X区域的气体云是恒星形成的区域,由一个稠密的氢分子核心(H2)和一个原子壳组成。这些云团之间动态地相互作用,以便迅速形成新的恒星。

这是由科隆大学天体物理研究所和马里兰大学的科学家领导的一个国际团队进行观测的结果。到目前为止,人们还不清楚这一过程究竟是如何展开的。天鹅座X区域是一个巨大的发光云团,由气体和尘埃组成,距离地球约5000光年。通过对电离碳(CII)光谱线的观测,科学家们表明,这些云是在数百万年的时间里形成的,以天文学标准来看,这是一个快速的过程。“电离碳作为星际云组合的示踪剂”的研究结果将发表在下一期的《自然天文学》上。

这些观测是由科隆大学的尼古拉·施耐德博士和马里兰大学的亚历山大·蒂伦斯教授领导的一个国际项目进行的,作为飞行天文台SOFIA(平流层红外天文天文台)上反馈计划的一部分。新的发现改变了以前的看法,即这种特定的恒星形成过程是准静态的,相当缓慢。现在观察到的动态形成过程也可以解释特别大质量恒星的形成。

通过比较电离碳、分子一氧化碳和原子氢的分布,研究小组发现星际气体云的壳层是由氢组成的,并以高达每秒20公里的速度相互碰撞。“这种高速将气体压缩到更密集的分子区域,在那里形成新的、主要是大质量恒星。我们需要CII的观测来探测这种“黑暗”的气体,”施耐德博士说。观测结果首次显示了来自云外围的微弱CII辐射,这是以前无法观测到的。只有索菲亚和它的敏感仪器能够探测到这种辐射。

SOFIA由NASA和德国航空航天中心(DLR)运营至2022年9月。天文台由一架改装的波音747组成,内置2.7米望远镜。它由德国索菲亚研究所(DSI)和大学空间研究协会(USRA)协调。SOFIA从平流层(超过13公里)观测天空,覆盖了电磁波谱的红外区域,刚好超出人类所能看到的范围。因此,波音飞机在地球大气中大部分水蒸气的上方飞行,否则,这些水蒸气会阻挡红外光。这使得科学家们能够观测到地球上无法到达的波长范围。对于目前的结果,该团队使用了2015年由波恩马克斯普朗克射电天文研究所和科隆大学安装在SOFIA上的upGREAT接收机。

尽管SOFIA已不再运行,但迄今为止收集的数据对基础天文学研究至关重要,因为不再有一种仪器可以在这个波长范围内(通常为60至200微米)广泛绘制天空。现在正在使用的詹姆斯·韦伯太空望远镜在较短的波长上观测红外,并专注于空间上的小区域。

因此,对SOFIA收集的数据的分析正在进行中,并继续提供重要的见解-也关于其他恒星形成区域:“在反馈源列表中,还有其他处于不同演化阶段的气体云,我们现在正在寻找云边缘的弱CII辐射,以探测与天鹅座X区域类似的相互作用,”Schneider总结道。