大质量恒星的形成长期困扰着科学家——在强烈辐射向外推离物质的环境下,它们如何能如此快速地成长?ALMA望远镜新的高分辨率观测表明,年轻恒星并非仅依赖吸积盘获取物质,而是可能靠庞大的气体"气流"提供燃料。这些巨型宇宙通道在数千天文单位的尺度上输送物质,可能压制了反馈效应,从而维持恒星的持续生长。
质量超过太阳八倍以上的恒星被认为是高质量恒星。这些恒星在形成过程中快速释放出恒星风和辐射,如果不克服这种质量流失或反馈,就无法形成如此高质量的恒星。有某种东西在供给这些恒星,但究竟如何能如此迅速地积累如此多的质量,一直是个谜。
对恒星周围形成的巨大盘状结构——吸积盘——的观测,曾被提出作为快速供给年轻恒星的主要方式。然而,一个来自京都大学和东京大学等多个机构的研究团队发现了另一种可能性。
"我们的工作似乎表明,这些结构是由流束供给的,流束是气体流,它们从超过一千天文单位的尺度带来物质,实质上充当着庞大的气体高速公路,"通讯作者费尔南多·奥尔古因说。
继先前研究之后,团队需要更高的角分辨率来详细观测这个系统,因为形成高质量恒星的区域比低质量恒星的区域更遥远。研究人员利用了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列,或称ALMA,这是智利的一台强大望远镜,由一组天线组成,可以在毫米波长观测尘埃和分子谱线发射。
他们的观测揭示了一个年轻恒星可能从两个流束中获取物质。其中一个流束连接着恒星的中心区域,速度梯度表明可能在旋转和内流。这表明流束以高速度携带足够的物质来抑制来自年轻恒星的反馈效应,最终导致在中央大质量恒星周围观察到过度密集的区域。
研究团队预期会看到一个几百天文单位大小的尘埃盘或环,但他们没有料到螺旋臂会延伸到如此靠近中央源的位置。
"我们发现流束供给着当时被认为是盘的东西,但令我们惊讶的是,要么没有盘,要么它非常小,"奥尔古因说。
这些结果表明,无论中央恒星周围是否存在盘,流束都能运输大量气体来供给恒星形成区域,即使在中央恒星有反馈的情况下也是如此。
接下来,团队计划通过研究其他区域来扩展他们的研究,以查看这是否是导致大质量恒星形成的常见吸积模式。他们还计划探索靠近恒星的气体,以确定是否能确认或排除小盘的存在。