科學也可以如此靠近

天文學家使用ALMA在銀河系中心特大質量黑洞附近觀測到11個嬰兒恆星

3月
28
2018

2018年3月28日20時 今日科學 知乎專欄

知乎專欄

在我們的銀河系中心,盤踞著一個特大質量黑洞,被稱為「人馬座A*」(Sagittarius

A*),它的質量約為太陽的400萬倍,位於人馬座的方向,距離地球約26000光年遠。在這個特大質量黑洞附近,是一個被強大的潮汐力衝擊的地區,沐浴在強烈的紫外線和X射線輻射之中。曾經,天文學家推測這樣嚴酷的環境並不能支持恆星形成,尤其是無法形成像我們的太陽那樣的低質量恆星。然而,來自阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter

Array,簡稱ALMA)的新觀測結果卻大大出乎意料。

圖:Sagittarius A*,照片來自錢德拉X射線天文台。

ALMA在距離人馬座A *3光年的範圍內,觀測到了11個低質量恆星形成的跡象。ALMA的數據還表明,這些原恆星的年紀大約有6000年。之所以令人驚訝,是因為在這個區域內,由特大質量黑洞產生的潮汐力應該足夠強大,能在塵埃氣體雲形成恆星之前就將它們分開。

這些新發現的原恆星(介於緻密的氣體雲和年輕恆星之間的形成階段被稱為原恆星)的存在表明,即使是在我們星系最動盪的(turbulent)區域,或許也具備低質量恆星形成的必要條件,這種情況或許也可以推廣到整個宇宙中類似的地方。

圖:藝術概念圖,嬰兒恆星,被旋轉的塵埃氣體盤所環繞,它將周圍的物質不斷吸入旋轉的塵埃氣體盤中(右),同時產生兩極的噴流(左)。
Credit: Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF)

原恆星是從星際的塵埃氣體雲中形成的。塵埃氣體雲中稠密的物質在自身重力作用下坍塌,又通過從母雲中積累越來越多的恆星形成氣體而不斷成長。然而,被吸入的一部分物質,永遠都不會到達原恆星的表面,而是會從原恆星的南北兩極以高速噴流的形式被噴射出去。極其動盪的環境可能會破壞物質正常進入原恆星的過程,而強烈的輻射,例如來自周圍大量的恆星以及特大質量黑洞的強輻射,則能衝破母雲,阻止形成除了最龐大的恆星之外的所有恆星。

天文學家說,下一步是仔細觀察,以確認這些新形成的恆星是否被塵埃氣體盤所環繞,如果這樣的情況存在的話,那麼行星會最終在這些塵埃氣體盤中形成。

銀河系的中心區域被大量的星際塵埃所遮蓋,因此光學望遠鏡對它束手無策。無線電波,包括ALMA看到的毫米波和亞毫米波光,能夠穿透這種塵埃,使射電天文學家能夠更清楚地了解這個神秘而動盪地帶的動態和細節。


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