大质量恒星通过吸收而非碰撞形成

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天文学家们已经获得了迄今为止最强有力的证据,表明大质量恒星的增长是通过快速吸收热气体而非多个小恒星碰撞发生的。研究人员观察到一颗年轻的大质量恒星,它似乎正在吸入一个旋转的气体盘,并像模型预测的那样,以喷流的形式向外喷射一些气体。

研究人员认为,像太阳这样的低质量恒星开始生长时,会从周围环境中拖拽气体,形成一个球状体,然后逐渐扁平成一个盘状结构。如果同样的吸积过程也导致质量是太阳10倍或更大的恒星生长,那么涌入的气体球必须更快地坍缩成一个旋转的环状或盘状结构,以释放仍在形成的恒星中积聚的巨大辐射。然后,辐射可以垂直于盘状结构逃逸,并带走一些气体[见上方图片]。尽管在几颗年轻的大质量恒星周围发现了旋转的气体盘,但研究人员从未发现一颗恒星表现出该过程的所有三个特征——旋转、喷射气体和下落气体。

一组天文学家此前已经确定,一颗质量约为太阳20倍的年轻恒星G24 A1,拥有一个气体环面和外流气体。为了完成三要素的验证,该团队将位于新墨西哥州索科罗的国家射电天文台的甚大天线阵列对准了这颗恒星的氨,氨是环绕恒星的最密集物质的标志物。通过判断氨吸收的辐射波长与静止分子吸收的波长之间的偏移,该团队得出结论,该恒星的密集物质处于运动状态,这强烈表明气体正在旋转并像水流入排水口一样落入恒星,该小组在9月28日的《自然》杂志上报告称。“我们已经探测到所有人们期望看到的要素,”巴塞罗那大学的天文学家玛丽亚·贝尔特兰(Maria Beltrán)说,她是该报告的第一作者。


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一些研究人员提出,大质量恒星通常应该通过较小恒星的碰撞形成,就像水滴融合一样。“如果你认为大质量恒星是通过碰撞形成的,你就不会期望看到一个干净的盘,并且有喷流从中喷出,”普林斯顿大学的恒星形成理论家马克·克鲁姆霍尔茨(Mark Krumholz)说。“这正在提升吸积起作用的质量范围,”科罗拉多大学博尔德分校的观测天体物理学家约翰·巴利(John Bally)表示赞同,但“这仍然让我在很大程度上不确定更大质量的恒星会发生什么”,这些恒星虽然明亮但非常罕见。

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