ALMA在银河系超大质量黑洞附近发现婴儿星

admin 2018-05-15

银河系中心的ALMA图像,显示了我们银河系超大质量黑洞约3光年内的11个年轻恒星的位置。这些线条表示由原恒星高速射流形成的双极叶片的方向。图片中间的图示星星表示人马座A *的位置,这是我们银河系中心的400万太阳质量超大质量黑洞。下一张图片是放大其中一个原型星。

在我们银河系的中心,紧邻其超大质量黑洞,是一个受到强大潮汐力量冲击的地区,沐浴着强烈的紫外线和X射线辐射。天文学家推测,这些苛刻的条件不利于恒星的形成,尤其是像太阳这样的低质量恒星。令人惊讶的是,阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)的新观测结果表明不然。

ALMA已经揭示了11颗低质量恒星形成的危险信号 - 在三光年之内形成危险关闭 - 银河系超大质量黑洞,被天文学家称为射手座A *(Sgr A *)。在这个距离上,由超大质量黑洞驱动的潮汐力应该足够大以在尘埃和气体形成恒星之前将尘埃和气体撕开。

这些新发现的原恒星(密集的气体云与年轻的闪亮的恒星之间的形成阶段)的存在表明,即使在我们星系中最动荡的地区之一,可能存在生成低质量恒星所需的条件,并且可能存在在整个宇宙类似的地方。结果发表在“天体物理学杂志”上。

来自新形成的恒星之一的射流产生的双瓣特征。 ALMA发现了11个这些星状星系形成的明显迹象,与我们银河系中心的超大质量黑洞非常接近。

伊利诺斯州埃文斯顿西北大学的天文学家Farhad Yusef-Zadeh说:“尽管有所不同,我们仍然看到了最好的证据,即低质量恒星正在形成惊人地接近银河系中心的超大质量黑洞,”Farhad Yusef-Zadeh说。并在论文中担任主要作者。 “这是一个真正令人惊讶的结果,并且能够证明即使在最不可能发生的地方,恒星的形成也是如此强大。”

ALMA数据还表明,这些原始星体大约有6000年历史。 “这很重要,因为它是我们在这个高度敌对的环境中发现的最早的恒星形成阶段,”Yusef-Zadeh说。

研究人员通过观察每个支架上的经典“双叶”材料来确定这些原型星。这些宇宙沙漏形状标志着恒星形成的早期阶段。分子,如一氧化碳(CO)在这些叶片中毫米波长的光线中明亮地发光,ALMA可以以卓越的精确度和灵敏度观察到。

原子星体由尘埃和气体的星际云团形成。这些云层中密集的物质在自身重力作用下崩塌,并通过积聚越来越多的来自其父云的星形气体而成长。然而,这种绝缘材料的一部分永远不会到达恒星的表面。相反,它从原始星体的北极和南极射出为一对高速射流。极端湍流的环境可能会破坏物质正常进入原恒星的过程,而强烈的辐射 - 来自大量附近的恒星和超大质量黑洞 - 可以将母云吹走,阻止除最大量恒星之外的所有星系的形成。

婴儿星星,就像我们银河系中心超大质量黑洞附近最近发现的星星,被一个旋转的尘埃和气体盘围绕着。在这位艺术家关于婴儿太阳系的概念中,这位年轻的明星从周围的材料中将材料拉入旋转的圆盘(右),并产生流出的材料射流(左)。

银河系的银河系中心拥有400万个太阳质量黑洞,距离地球大约26,000光年,在射手座方向。大量的星际尘埃掩盖了这个地区,将它从光学望远镜中隐藏起来。无线电波,包括ALMA看到的毫米和亚毫米光能够穿透这些灰尘,为射电天文学家提供了这个敌对环境的动态和内容的更清晰的图像。

之前ALMA对Yusef-Zadeh及其团队周围的Sgr A *地区的观察显示,估计有大约600万年的多个大型婴儿恒星。这些物体被称为proplyds,它们在更平静的恒星形成区域(如猎户座星云)中是共同的特征。虽然银河系中心是恒星形成的一个具有挑战性的环境,但特别致密的氢气核心有可能跨过必要的门槛并形成新的恒星。

然而,新的ALMA观测结果显示出一些更为显着的迹象,表明11个低质量原恒星正在距离银河系中心黑洞的1英里(短短3光年)内形成。 Yusef-Zadeh和他的团队使用ALMA来确认质量和动量传输速率 - 原始星系喷流穿过周围星际物质的能力 - 与整个星系盘中发现的年轻恒星一致。

“这一发现证明,恒星形成发生在令人惊讶地接近射手座A *的云层中,”弗吉尼亚州夏洛茨维尔国家射电天文观测台的Al Wootten说,他还是论文的共同作者。 “虽然这些条件远非理想,但我们可以设想出这些恒星出现的几条途径。”

要发生这种情况,外部力量将不得不压缩我们星系中心附近的气体云,以克服该地区的暴力性质,并允许重力接管并形成恒星。天文学家推测,当高速气体云在星际介质中强制通过时,可能有助于恒星的形成。也有可能黑洞本身的射流可能会侵入周围的气体云层中,压缩材料并引发这种恒星形成。

“下一步就是仔细观察,确认这些新形成的恒星是由尘埃气体盘绕着的,”澳大利亚悉尼麦格理大学的天文学家Mark Wardle和团队的共同研究人员总结说。 “如果是这样,行星最终可能会由这种材料形成,就像银河系中的年轻恒星那样。”

出版物:F. Yusef-Zadeh等人,“ALMA Detection of Bipolar Outflows:Evidence for Low-Mass Star Formation in 1 pc of Sgr A *”,The Astrophysical Journal,2107; DOI:10.3847 / 2041-8213 / aa96a2

资料来源:国家射电天文台


点赞: