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紫金山天文臺亞毫米波干涉陣、13.7米望遠鏡觀測到巨型星團的產生

2014-01-16 來源:微波射頻網 字號:

W49A是銀河系中最有趣的區域之一,因為它比獵戶座星云還要亮100倍,然而因為被大量的塵埃物質遮擋,僅有微量的可見光和紅外發射能夠泄露出來。

結合紫金山天文臺13.7米望遠鏡(PMO 13.7m)、亞毫米波干涉陣(SMA)、IRAM 30米望遠鏡的數據,中科院紫金山天文臺首次得以穿透塵埃遮擋,觀測到這個活躍的恒星誕生地的清晰圖像,圖1 顯示下落的氣體流進入中心區域并形成恒星。Roberto Galván-Madrid(第一作者,隸屬哈佛史密松天體物理中心(CfA),歐洲南天天文臺(ESO)) 贊嘆道:“這些圖像美得真令人驚嘆!”

W49A是一個活躍的大質量恒星形成區,它位于銀河系中心反方向的英仙旋臂,距離地球大約36,000光年。這個區域的分子云中顯示出極端劇烈恒星形成活動,其產生恒星的速率比銀河系內分子云的平均值高100倍以上, 因此常被當做特例來對比星暴星系中的極端物理環境。

有趣的是,W49A的恒星密度非常高,在W49A中心區域約10光年范圍內,大約已經形成了100,000 顆恒星。作為對比,在太陽周圍10光年范圍內卻僅有不到10個恒星。可以預計,在幾百萬年內,W49A這個巨型年輕星團將演化到和球狀星團一樣擁擠。

來自紫金山天文臺13.7米望遠鏡的數據顯示,分子氣體和塵埃從大尺度到小尺度始終連接在一起,在引力的作用下聚少成多,百川朝海,形成如同江河支流一般的絲狀結構,最終在中心匯聚成三條干流并以大約2千米每秒的速度向內下落,為中心的恒星形成提供原材料。哈佛史密松天體物理中心教授張其洲風趣地說:“這可比密西西比河壯觀多了!”

來自PMO、SMA、IRAM的數據顯示出W49A的中心氣體非常致密,比銀河系平均分子云的密度要高了幾百倍。這也是其中恒星形成如此活躍的原因。這個區域中的氣體大約有1百萬個太陽質量,其中絕大部分都是氫分子。這項工作發表在2013年12月的《天體物理學雜志》,紫金山天文臺博士生張智昱作為第三作者參加了這項工作。

圖1 W49A中心區域約30光年左右的分子云柱密度分布圖。柱密度高的區域以最鮮艷的顏色標示。

圖2 W49A中心區域約3光年左右的分子云柱密度分布圖。圖中最明亮的區域大小不到3個光年,卻包含了105太陽質量的分子氣體。
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