螺旋形圖案為了解高質量恆星如何形成提供了新的線索
最近的觀測發現,在一顆年輕的高質量原星周圍的物質盤中出現了螺旋狀的圖案,這表明盤中存在著引力不穩定。這一發現對高質量恆星如何形成具有重要意義。在恆星形成的過程中,原星盤是向其核心的新生”原星”輸送物質的一種手段。
原星G358-MM1周圍星盤中的物質分佈圖。白色的”+”標誌著原星的位置。等高線表示信號強度。顏色代表視線速度。遠離觀察者的運動顯示為紅色/橙色,朝向觀察者的運動顯示為藍色/綠色,表明圓盤在旋轉。疊加的灰線表示通過數據分析確定的旋臂。資料來源:RA Burns
在已經超過太陽質量8倍並繼續增長的高質量原恆星的情況下,人們推測,是一簇簇物質週期性地從盤中下降到原恆星上,引發短暫而強烈的增長,而不是一個穩定的流。
由NAOJ的Ross A. Burns領導的一個國際研究小組利用VLBI技術,結合世界各地的射電望遠鏡陣列,繪製了一顆被稱為G358-MM1的高質量原星周圍盤中的激光器輻射。這顆高質量的原星是有史以來第三個被觀測證實的生長爆發的案例,並且受到了激光器監測組織(M2O)的密集研究。該小組首次能夠詳細調查這一現象。
觀測結果顯示,圍繞中心原星有明顯的旋轉,並有四條臂的螺旋模式。旋轉的原恆星盤中的螺旋臂是不穩定的標誌,這一特徵長期以來被認為與大質量恆星的形成有關,但尚未在觀測上得到證實。這一發現不僅揭示了高質量原星中第一個螺旋驅動的吸積盤,而且還將螺旋臂的不穩定性與偶發性增長爆發聯繫在一起,而偶發性增長爆發是高質量恆星形成理論的核心。
這項研究使用了一種被稱為”熱浪圖”的新技術。當一個物質團塊從盤中落到原星上時,它釋放出一陣能量,加熱了盤的內部,激發了甲醇激光發射。然後這個熱浪向外移動,隨著時間的推移,加熱盤中越來越遠的部分。通過觀察由這種加熱引起的甲醇激光發射的區域,有可能繪製出G358-MM1星盤的表面。
該小組由來自全球各地的90多位天文學家組成,他們現在希望將這一技術應用於觀察未來發生增長爆發的其他高質量原星的盤面。