解决一个30年的巨大恒星形成的问题


一个国际组的天体物理学家已经找到证据强烈支持一个解决方案的一个长期困惑关于一些宇宙中最重的恒星的诞生。

年轻质量大的恒星,其质量超过太阳的10倍,在紫外线下发出耀眼的光芒,加热周围的气体,为什么热气没有向外爆炸,这一直是一个谜。

在星形成区域Sgr B2 Main中的这种假色极大阵列图像的电离气体用于检测几个光源的亮度的小的但显着的变化。这个图像中的斑点和细丝是大质量恒星周围的电离气体区域。检测到的亮度变化支持一个模型,可以解决一个30岁的高质量恒星形成的问题。现在,一组研究人员使用新墨西哥州的射电天文观测台Jansky Very Large Array(VLA)进行的观测证实,当气云崩溃时,它形成致密的细丝状吸收星星紫外线辐射的结构。结果,周围的加热星云像蜡烛一样闪烁。

由Agnes Scott College,苏黎士大学,美国自然历史博物馆,哈佛 - 史密松天体物理中心,国家射电天文台,欧洲南方天文台和海德堡大学的科学家们发表的研究成果最近在 Astrophysical Journal Letters

美国自然历史博物馆天体物理学博物馆馆长Mordecai-Mark Mac Low说:“巨大的恒星通过它们的电离辐射和超新星爆炸,占据了主星系的生命。 “所有比铁更重的元素是在他们生命的末期爆发的超新星爆炸中形成的,所以没有它们,地球上的生命将会非常不同。”

观察到巨大的恒星形成区域Sgr B2是用卡尔G. Jansky超大阵列(VLA)于1989年和2012年。VLA自1980年开始运行,并于2011年完成了重大升级。信用:NRAO / AUI

当巨大的天然气坍塌时,恒星形成。一旦密度和温度足够高,氢气就会融化成氦气,恒星开始闪耀。尽管如此,最为巨大的恒星在云层还在崩溃的时候开始发光。它们的紫外线使周围的气体电离,形成一个温度为10000摄氏度的星云。简单的模型表明,在这个阶段,大质量恒星周围的气体会迅速扩大。但是VLA无线电观测站的观测结果却显示出不同的结果:大量的离子化氢区域(所谓的HII区域)非常小。

“在旧的理论模型中,一个高质量的恒星形成,HII区域亮起并开始扩张。一切都很整齐,“主要作者克里斯·德·普瑞(Chris De Pree)说,他是天文学教授,也是艾格尼丝·斯科特学院布拉德利天文台的主任。 “但是我正在与之合作的理论小组正在运行数值模型,显示恒星形成过程中的积累正在继续,在HII地区形成之后,这种材料正在继续向着恒星的方向发展。”

最近的建模表明,是因为大质量恒星周围的星际气体并不是均匀地落在恒星上,而是形成了细丝集中,因为气体的量太大,以至于重力导致它在局部坍缩。局部地区崩溃形成螺旋丝。当大质量的恒星通过灯丝时,它们吸收紫外线,屏蔽周围的气体。这种屏蔽不仅解释了气体如何继续下落,而且还解释了VLA观察到的电离星云如此之小:当它们不再电离时,它们会缩小,因此数千年来,它们似乎像蜡烛一样闪烁。

“与大多数天文事件相比,这些从稀薄到高密度的天然气再次回落的过程发生得很快,”博物馆馆长 天体物理学。 “我们预测,可衡量的变化可能会发生在短短几十年。”

这项新研究测试了这个理论,并进行了长达23年的实验。研究人员利用VLA对1989年和2012年制造的射手座B2区域进行了观测。这个位于银河系中心附近的巨大恒星形成区域包含许多围绕高质量恒星的小电离气体区域,提供了大量的闪烁候选。在此期间,四个HII地区的亮度确实发生了明显的变化。

De Pree说:“长期趋势还是一样,HII地区随着时间而扩大。 “但详细来说,他们会变得更明亮或变得更暗淡,然后恢复。随着时间的推移仔细测量可以观察这个更详细的过程。“

来源:美国自然历史博物馆通过EurekAlert!