天文新發現:揭開巨大恆星形成的關鍵謎團
美國國家科學基金會(NSF)的超大型陣列(VLA)望遠鏡最新觀測發現,在距離地球2,283光年的恆星形成區「仙王座A」中,圍繞著原恆星HW2周圍存在著大規模氣體流動現象,這項發現為解釋巨大恆星如何快速成長提供了關鍵證據。
研究團隊利用氨分子作為示蹤劑,成功繪製出HW2周圍200至700天文單位(AU)範圍內的熱氨氣體環狀結構。這個被確認為吸積盤的結構,正是恆星形成理論中至關重要的一環。
義大利國家天體物理研究所的Alberto Sanna博士表示:「我們的觀測直接證實,巨大恆星可以透過吸積盤機制形成,質量可達太陽的數十倍。VLA望遠鏡無與倫比的靈敏度讓我們得以解析僅約100天文單位的特徵,為這個過程提供了前所未有的見解。」
特別值得注意的是,研究團隊測得HW2的物質吸積率高達每年太陽質量的千分之二,這是有史以來觀測到形成中巨大恆星最高的吸積率之一。即使中心恆星質量已達太陽的16倍,吸積盤仍能維持如此極端的質量轉移速率。
日內瓦大學的André Oliva教授指出:「觀測結果與理論預測高度吻合,顯示HW2附近的氨氣體幾乎以自由落體速度坍縮,同時以次克卜勒速度旋轉,這種平衡由重力和離心力共同決定。」
研究還發現吸積盤結構存在不對稱性和湍流現象,暗示可能有被稱為「氣流帶」的外部氣體流持續為吸積盤的一側補充新物質。這種現象在其他恆星形成區也曾被觀測到,可能在維持巨大恆星周圍吸積盤方面扮演關鍵角色。
這項突破性研究不僅解決了關於HW2等原恆星能否形成可持續快速成長的吸積盤的長期爭論,更強化了不同質量恆星形成過程遵循相似物理機制的觀點。研究團隊強調:「巨大恆星作為宇宙引擎,透過星風和爆炸將重元素播撒到星系中,對星系演化和宇宙化學富集具有深遠影響。」
這項重要研究成果即將發表於《天文與天體物理學》期刊,為人類理解恆星形成機制邁出關鍵一步。