天文學家在距離太陽 26,000 光年的地方觀察到恆星誕生噴流

日本天文學家首次成功捕捉到來自位於銀河系邊緣的年輕恆星的噴流和外流的清晰影像,這一重大發現為人類了解恆星的誕生過程提供了全新的視角。研究團隊利用智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA)觀測到名為 Sh 2-283-1a SMM1 的原恆星,這顆年輕的恆星距離地球約 26,000 光年,距離銀河中心約 51,000 光年。之前,科學家們在觀測如此遙遠的恆星時,因為結構微小且微弱,需要極高的望遠鏡精度,因此面臨著挑戰。ALMA 的高精度讓這一切變得可能。

研究的主要作者之一,來自新潟大學的研究員池田俊樹表示,此次發現為我們進一步理解恆星在多種宇宙環境中如何誕生提供了獨特的機會。研究團隊對 Sh 2-283-1a SMM1 展開觀測,捕捉到從恆星以相反方向噴射出的窄而高速的氣體噴流,周圍則是較慢且廣泛的外流。為了追蹤這些運動,團隊跟蹤了朝向地球(藍色輪廓)和遠離地球(紅色輪廓)的氣體流動。進一步的觀察顯示,這些噴流並非持續流動,而是以每 900 至 4,000 年的周期進行物質的爆發。

這種間歇性的噴流模式在恆星的成長中扮演了重要角色,使恆星能夠從其周圍的物質盤中獲取物質,同時排放多餘的質量和旋轉。儘管在近鄰的恆星形成區域中曾觀察到間歇性噴流,但這是首次在距離銀河中心超過 15 千秒差距(約 51,000 光年)的恆星中解析出這一現象。研究團隊還通過測量一氧化碳(CO)和一氧化矽(SiO)的比例,發現其 SiO 與 CO 的比例低於內銀河恆星,這暗示著外銀河中的衝擊化學或塵埃特性與內銀河不同。

該原恆星本身也相當特別,團隊估計其亮度約為太陽的 6,700 倍,顯示出其屬於中高質量恆星的特徵。研究人員還發現了恆星附近的熱核心,這是一個溫暖且富含化學成分的區域。在外銀河中,這樣的熱核心相當稀有,Sh 2-283-1a SMM1 是第二次被檢測到的此類天體,使其成為特別重要的觀測對象。研究作者之一下西隆司表示,能在外銀河中發現如此清晰的噴流結構是意想不到的。

更令人驚訝的是,ALMA 還捕捉到了該系統中複雜有機分子的蛛絲馬跡,這為未來可能孕育新行星的化學過程開啟了大門。除了這顆恆星,ALMA 還檢測到來自四顆其他原恆星的分子外流,證實即使在這些遙遠且化學上原始的區域,恆星形成仍然普遍存在。

這一發現證明了恆星形成的物理過程在銀河系中是一致的,不論環境中重元素的豐富程度如何。池田指出,通過解析如此遙遠的原恆星中的噴流和外流,顯示出影響太陽附近恆星的相同物理過程也作用於低金屬度的環境中。而化學特徵的差異則顯示當地條件影響恆星和行星所需的成分。研究外銀河的恆星不僅能夠幫助人類理解銀河系的形成,還能提供有關宇宙早期世代恆星形成的線索。

這項研究強調了 ALMA 在推進天文學邊界方面的強大能力。直到現在,解析的噴流和外流僅在幾千光年外的恆星中被觀察到,而將這一範圍擴展至 51,000 光年則開啟了新的可能性。研究團隊計劃進一步研究外銀河中的更多原恆星,以探討噴射周期或分子化學是否隨著金屬度變化而有所不同。該研究已發表在《天體物理學期刊》中。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。