想看恒星诞生地的情景吗?首张高清图来啦
发布于 2021-10-18 14:51
科技日报实习记者 张佳欣
美国马里兰大学研究人员成功创建了第一张韦斯特伦德2号星团周围不断膨胀的恒星风气泡的3D视图。这张高分辨率图像清晰展示了银河系“托儿所”——恒星诞生的地方的情景：由热等离子体和电离气体组成的气泡在膨胀沸腾。
研究人员使用美国国家航空航天局（NASA）的平流层红外天文台（SOFIA）望远镜收集的数据来分析银河系中最明亮、最大质量的恒星形成区域之一。分析显示，韦斯特伦德2号星团周围环绕着一个不断膨胀的热气体气泡，这推翻了早先关于该星团周围可能存在两个气泡的研究。研究人员还确定了气泡的来源和推动其膨胀的能量。研究结果发表在23日的《天体物理学杂志》上。
图源：Marc Pound/UMD 艺术渲染图
韦斯特伦德2号星团位于2万光年外，是一个研究恒星演化过程的独特实验室，因为它相对较近，相当年轻，并且包含大量的恒星。
与太阳相比，当大质量恒星形成时，它们喷射出质子、电子和重金属原子要强得多，这些粒子流被称为恒星风，极端的恒星风能够在周围冷而稠密的气体云中吹出气泡。研究人员观察到了以韦斯特伦德2号星团最亮区域为中心的气泡，并且能够测量它的半径、质量和膨胀速度。
这些膨胀的气泡表面由致密的电离碳气体构成，它们在气泡周围形成一种外壳。科学家认为新的恒星是在这些壳内形成的。但就像沸腾大锅里的汤一样，包围这些星团的气泡与周围的气体云重叠并混合在一起，因此，很难区分单个气泡的表面。
图源：NASA/JPL-Caltec/E.Churchwell（威斯康星大学）
研究人员通过测量从高能X射线到低能无线电波的整个电磁谱中从星团中发出的辐射，创建了更清晰的韦斯特伦德2号星团周围的气泡图。
其中最重要的测量是壳层中一种特定碳离子发射的远红外波长。研究论文的合著者称，利用多普勒光谱学，他们判断了这种碳离子向地球移动以及远离地球的速度。就像火车的喇叭经过人身边时会改变音调一样，在高清图像中，利用多普勒效应，颜色会根据碳离子的速度略有变化。
除了在韦斯特伦德2号附近发现了一个由风驱动的单个恒星气泡外，他们还发现了在这个气泡的壳层区域形成新恒星的证据。分析还表明，大约100万年前，当气泡膨胀时，它在一侧破裂，释放出热等离子体，减缓了壳的膨胀。但是，大约在20万或30万年前，韦斯特伦德2号中的另一颗明亮的恒星诞生，它的能量重新激活了韦斯特伦德2号外壳的膨胀。
马里兰大学天文学系博士后助理、该研究的主要作者迈特拉伊·蒂瓦里说：“我们看到韦斯特伦德2号周围气泡的膨胀被另一颗巨大质量恒星的风再次加速，这导致新的膨胀和恒星形成的过程。”这表明恒星将在很长一段时间内继续在这个壳层中诞生，但随着这个过程的进行，新恒星的质量将会越来越小。
编辑：刘义阳
审核：岳靓
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