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2022-08-28 08:56

“银河系中心”首次发现恒星工厂

Star factory discovered first-time ever in 'Milky Way's heart'

天文学家首次重现了银河系核心恒星形成的演化过程,并发现恒星诞生是从星系中心爆发出来的。根据Space.com的报告,研究结果还表明,在数百万年的时间里,致密星系核心中的大多数年轻恒星在形成后只存在松散的联系,它们之间的距离越来越远。

天文学家使用位于智利的甚大望远镜(VLT)的鹰- i红外相机进行了银河系核的调查,比以往任何时候都更深入地检查了围绕银河系中心的6.4万平方光年的区域。

尽管银河系的核心有很多恒星,但迄今为止只有一小部分被发现。该区域距离地球约26000光年。科学家们通过定位该地区一些缺失的恒星质量,并收集了300万颗恒星的数据,首次研究了这些年轻恒星的特征。

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马克斯普朗克天文研究所研究员、研究团队成员弗朗西斯科·诺格拉斯-劳拉在一份声明中表示:“这项研究代表着在发现银河系中心新生恒星方面向前迈出了一大步。”

“我们发现的年轻恒星的质量超过40万太阳质量。此前在核心区域发现的两个大星团的质量加起来超过这个数字的十倍。”

这项研究的结果反驳了传统的观点,即星系的中心恒星是在密集的星团中形成的,这可能有助于我们理解发生在早期宇宙和所谓的“星暴星系”的快速恒星形成。银河系每年产生新恒星的速度只是太阳质量的一小部分。

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相比之下,星爆星系每年产生数十甚至数百个太阳质量。在宇宙尺度上,这些跨越几百万年的恒星快速形成的爆发被认为是相当短暂的。人们认为,当138亿岁的宇宙只有40亿岁时,就存在着这样高的恒星形成速率的星系。

天体物理学家已经利用银河系来研究其他星系的恒星诞生,尽管由于银河系的核心区域,它的恒星形成率很低。恒星的形成速率是银河系其他地方的十倍,而且在过去的1亿年里一直是这样。

它们距离银河系中心超大质量黑洞人马座A*约1300光年。因此,银河系的中心是星暴星系,甚至是100亿年前的星系的合适替代品。

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银河中心的恒星形成

为了研究星系的中心区域,天文学家仍然需要考虑到一些障碍。首先,银河系盘面上密集的尘埃挡住了我们对星系核心的视线。通过红外、毫米波或射电频谱进行观测是解决这一问题的一种技术,光可以在这些光谱中穿过尘埃。

银河系的核心是如此密集,以至于即使这个问题得到解决,天文学家仍然很难区分出除了最大质量的恒星以外的所有恒星。这意味着,虽然对电离氢的研究已经证明,在我们的星系中心附近正在发生快速的恒星形成,但由此产生的恒星却难以识别。电离氢是由炙热的年轻恒星的紫外线辐射从原子中撕裂电子而形成的。到目前为止,天文学家只发现了Sgr A*区域的10%的恒星质量。

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两个巨大的星团和分散的孤独的恒星保持了这个质量。结果,天文学家们得以对这一区域进行了非常详细的调查,他们发现,人马座B1所包含的年轻恒星远比早期测量得出的要多。

“由内而外”的恒星形成证据

尽管科学家们只能研究人马座B1中质量最大的几颗恒星,但他们仍然能够测量每颗恒星的亮度和光度,即测量它在一定时间内发出的光的数量。

研究人员通过观察恒星光度的统计分布并将它们分组到一个“亮度括号”中,可以追踪恒星的寿命、不同时间形成的恒星数量以及星系中心恒星形成的演化。

同样,人马座B1的恒星也被发现不是一个大星团的一部分,而是更分散的一部分。这表明,这些恒星是在围绕银河系中心旋转的过程中,在数百万年的时间里形成的松散群体。

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虽然人马座B1的观测尤其能够探测到这种扩散,但这也可能是为什么只有像GALACTICNUCLEUS这样的高分辨率研究能够探测到在银河系中心附近扩散的新生恒星的原因。

科学家们发现,70亿岁以上的恒星主要分布在人马座B1和银河系中心最内部的区域,而20亿到70亿岁之间的恒星很少。这可能表明,银河系核心的恒星形成始于最内部的区域,后来向外扩散。

一个“由内而外”的过程,被称为“核盘”,对围绕在其他星系中心区域周围的微小恒星盘的形成至关重要。劳拉和团队将使用VLT上的高精度摄谱仪k波段多目标摄谱仪继续调查这些观测结果。

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通过直接观察人马座B1恒星群的光线,并通过光谱分析来确定其组成,研究人员可能能够探测到一些非常年轻的恒星。新发现的人马座B1恒星将被科学家们跟踪数年,因为它们将快速围绕银河系中心旋转,以确定它们的相对位置如何变化。这可能有助于更好地理解恒星的早期分组。