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          《Nature Astronomy》發表我校陳曦教授研究團隊新種類分子脈澤與大質量恒星形成的重要研究成果

          來源:     作者:    編輯:chen    發布時間:2020-07-14 14:18    點擊數: Views

          近日,我校陳曦教授及其國際合作團隊,在天體脈澤與大質量恒星形成研究方向取得重要突破,論文于北京時間2020年7月14日在線發表于《Nature Astronomy》(自然-天文學)。該期刊是英國著名雜志《自然》于2017年創立的自然科學類子刊,2019年SCI影響因子11.518,是天文學領域國際權威學術期刊。

          大質量恒星(超過8倍太陽質量)如何形成是現代天體物理的重要研究課題。大質量恒星在宇宙演化中扮演著極其重要的角色,其快速演化過程中伴生的星際介質反饋及元素核合成過程,推動了其所在星團、甚至整個星系結構與化學的演化。然而,大質量恒星的誕生和早期階段的演化仍然鮮為人。

          微波和毫米波的分子脈澤是一種類似于光學激光的輻射,天文觀測發現它們通常在大質量恒星形成區出現,這些脈澤來自典型大小在幾到幾十個天文單位的氣體團塊,其亮溫度遠高于熱氣體,是研究大質量年輕星周圍(1000天文單位)范圍內氣體運動和星際介質性質等的有效探針。

          由我校陳曦教授領導的國際研究團隊利用上海天馬65米射電望遠鏡首次在一顆正處于6.7 GHz甲醇脈澤閃耀階段的大質量年輕恒星天體(G358.93-0.03)中發現了3種新分子脈澤(HDO、HNCO和13CH3OH)。隨后的甚大陣(VLA)高分辨率觀測證實了它們的脈澤輻射屬性,同時VLA觀測獲得的這三種新脈澤的高精度(約10天文單位)空間分布,清晰地描繪了由盤的碎裂而形成的旋臂吸積流結構。

          圖1:左圖)三種新分子脈澤的空間分布(au代表天文單位,1個天文單位是地球到太陽的平均距離)。右圖)大質量年輕恒星天體星周引力不穩定盤碎裂引起的旋臂吸積流的示意圖,新分子脈澤(由彩色圓點表示)示蹤了兩個吸積流旋臂。

          天馬望遠鏡對這些新脈澤輻射流量的監測發現,它們具有異常快速的光變,在1個月時間內經歷了從爆發到極大再到最后消失的過程,說明這可能是引力不穩定星周盤碎裂引起的間歇吸積現象。該現象會導致年輕恒星的光度迅速上升,從而能有效地激發出強的、以前沒有探測到的新的脈澤輻射。

          圖2天馬望遠鏡監測獲得的HDO,HNCO13CH3OH三種脈澤成分的峰值流量隨時間的變化。這些脈澤成分輻射都展現了明顯且快速的衰減現象,支持了大質量恒星形成的間歇吸積現象。

          有意思的是,無論是旋臂吸積流結構還是脈澤光度爆發現象都被認為是與大質量年輕恒星天體盤的引力不穩定性有關聯,但該項工作是首次從觀測上將這兩種現象在同一個目標(G358.93-0.03)上有機地結合在一起,從多角度證實了大質量恒星形成的間歇吸積現象。此外,它還表明,盤調制的間歇吸積可以被認為是小質量恒星到高質量恒星形成的共同機制。

          此項研究工作由廣州大學、中科院上海天文臺、中科院國家天文臺、南京大學,以及來自俄羅斯、英國、澳大利亞、南非、加拿大、荷蘭、美國、日本、德國等多家研究機構的國際研究團隊合作完成。廣州大學為第一作者、通訊作者單位且為第一完成單位。本研究工作得到國家基金委重大項目、廣東省“珠江學者”特聘教授人才計劃、廣東省高校天文觀測與技術重點實驗室、廣州市天文觀測與技術重點實驗室等的大力資助和支持。

          文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41550-020-1144-x

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