高清图像揭示诞生大质量恒星的云核四胞胎

[ 录入者:linq | 时间:2010-02-01 22:12:06 | 作者: | 来源:国家天文台网站 | 浏览:2093次 ]
大质量恒星 形成是天体物理的 重大前沿难题。分子云是各种恒星 诞生的 摇篮。大于十倍太阳质量的 恒星 通常深埋在稠密分子云的 核心。云核中形成的 大质量恒星 电离了周围的 气体,形成电离氢区(HII区)。已有观测显示,大质量恒星 可能在分子云中成团诞生。由于分子云的 消光效应,只有借助于在毫米、亚毫米波段上极高分辨率的 观测,才能揭示分子云内部的 团块结构,进而研究大质量恒星 的 形成机制。目前已知的 大质量恒星 形成区一般离我们比较远,过去没有得到过它们非常清晰的 图像。

国家天文台致密天体和弥漫介质研究团组博士生石惠在美国哈佛斯密松天体物理中心赵军辉博士和国家天文台韩金林研究员的 指导下,处理了位于美国夏威夷岛上的 亚毫米波天线阵(SMA)在354和230GHz频段(波长0.85和1.3毫米)对著名大质量恒星 形成区W51的 观测数据,成功获得了致密云核W51e2内部1500AU(天文单位)尺度的 精细结构图像(分辨率高达0.3个角秒)。这是迄今为止大质量恒星 形成区在亚毫米波段最高分辨率的 成像测量。观测发现W51e2有四个云核。多个波段的 数据联合研究表明,这四个云核处于大质量恒星 形成的 不同阶段:一个已经形成大质量恒星 ,一个正在形成原恒星 ,其它两个云核可能是处于恒星 形成的 更早阶段。这项工作揭示,大质量恒星 虽成团诞生,但形成和演化的 阶段有明显的 差异。论文最近发表于国际著名天文期刊Astrophysical Journal (2010年2月10日,第710卷,第843-852页)。 

银河系 的 大质量恒星 及其形成区域是刻画银河系 旋臂结构的 示踪天体之一。W51位于人马旋臂,距离太阳系 大约1万5千光年,由非常明亮和活跃的 恒星 形成区集团和超新星 遗迹组成。W51e2仅仅是多个电离氢区中最明亮最致密的 一个。基于SMA亚角秒级的 精细观测,石惠等人获得的 极高分辨率亚毫米波段图像显示,该区域有四个不同的 云核,依方位分别命名为W51e2-W,W51e2-E,W51e2-NW和W51e2-N。为了进一步弄清各个云核的 物理参数,石惠等人又进一步处理了美国甚大阵(VLA)在22和43GHz频段(波长1.3厘米和7毫米)的 高分辨率观测数据。他们利用所有波段高分辨率数据拟合出了每个云核的 能谱分布,估计了各个云核的 温度、质量和辐射量。他们发现,前人所看到的 致密电离氢区只是其中最年长的 一个云核:W51e2-W,其平均温度达4900K。该云核中心已经诞生了一颗O8型星 或一群B型星 。紧邻该恒星 周围区域的 电离气体密度高达每立方厘米七百万个电子,比银河系 平均电子密度每立方厘米0.02个电子高8个量级,周围区域温度可到12000K。分子气体最集中的 区域是W51e2-E,明显处于大质量恒星 形成的 早期阶段,可能已经形成了原恒星 ,包裹着大约140个太阳质量的 气体和尘埃,平均温度仅在100K左右。这些气体正在被快速地吸积到中心原恒星 上。石惠等人还得到了W51e2-W和W51e2-E两个云核不同的 系 统速度,进一步证实了这是两个由万有引力束缚在一起的 云核(并非原先以为的 同一个云核)。其它两个云核可能有几十个太阳质量,W51e2-NW还有脉泽辐射,处于恒星 形成的 更早期阶段。相对而言,W51e2-N中的 气体还不如其它三个稠密,但质量比W51e2-NW大,它应该是没有形成恒星 的 初始云核。这个四胞胎云核从早先以为的 单个恒星 形成区解析出来,为大质量恒星 形成过程和气体环境的 研究提供了非常新颖和详细的 图像。

  图:W51e2是大质量恒星 形成区复合体W51中的 一个致密电离氢区。基于SMA在0.85和1.3mm波段亚角秒级的 精细观测,高分辨率的 亚毫米波图像显示出它有四个分子云核区,依方位分别命名为W51e2-W、e2-E、e2-NW和e2-N。其中,W51e2-W是早先厘米波段探测到的 HII区,其余三个是石惠等人新探测和研究的 。

Tags:恒星 星云

责任编辑:linq

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