紫金山天文臺(tái)亞毫米波干涉陣、13.7米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到巨型星團(tuán)的產(chǎn)生
W49A是銀河系中最有趣的區(qū)域之一,因?yàn)樗全C戶座星云還要亮100倍,然而因?yàn)楸淮罅康膲m埃物質(zhì)遮擋,僅有微量的可見光和紅外發(fā)射能夠泄露出來。
結(jié)合紫金山天文臺(tái)13.7米望遠(yuǎn)鏡(PMO 13.7m)、亞毫米波干涉陣(SMA)、IRAM 30米望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù),中科院紫金山天文臺(tái)首次得以穿透塵埃遮擋,觀測(cè)到這個(gè)活躍的恒星誕生地的清晰圖像,圖1 顯示下落的氣體流進(jìn)入中心區(qū)域并形成恒星。Roberto Galván-Madrid(第一作者,隸屬哈佛史密松天體物理中心(CfA),歐洲南天天文臺(tái)(ESO)) 贊嘆道:“這些圖像美得真令人驚嘆!”
W49A是一個(gè)活躍的大質(zhì)量恒星形成區(qū),它位于銀河系中心反方向的英仙旋臂,距離地球大約36,000光年。這個(gè)區(qū)域的分子云中顯示出極端劇烈恒星形成活動(dòng),其產(chǎn)生恒星的速率比銀河系內(nèi)分子云的平均值高100倍以上, 因此常被當(dāng)做特例來對(duì)比星暴星系中的極端物理環(huán)境。
有趣的是,W49A的恒星密度非常高,在W49A中心區(qū)域約10光年范圍內(nèi),大約已經(jīng)形成了100,000 顆恒星。作為對(duì)比,在太陽周圍10光年范圍內(nèi)卻僅有不到10個(gè)恒星。可以預(yù)計(jì),在幾百萬年內(nèi),W49A這個(gè)巨型年輕星團(tuán)將演化到和球狀星團(tuán)一樣擁擠。
來自紫金山天文臺(tái)13.7米望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)顯示,分子氣體和塵埃從大尺度到小尺度始終連接在一起,在引力的作用下聚少成多,百川朝海,形成如同江河支流一般的絲狀結(jié)構(gòu),最終在中心匯聚成三條干流并以大約2千米每秒的速度向內(nèi)下落,為中心的恒星形成提供原材料。哈佛史密松天體物理中心教授張其洲風(fēng)趣地說:“這可比密西西比河壯觀多了!”
來自PMO、SMA、IRAM的數(shù)據(jù)顯示出W49A的中心氣體非常致密,比銀河系平均分子云的密度要高了幾百倍。這也是其中恒星形成如此活躍的原因。這個(gè)區(qū)域中的氣體大約有1百萬個(gè)太陽質(zhì)量,其中絕大部分都是氫分子。這項(xiàng)工作發(fā)表在2013年12月的《天體物理學(xué)雜志》,紫金山天文臺(tái)博士生張智昱作為第三作者參加了這項(xiàng)工作。