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人類愛抱團,恒星也不例外。
茫茫銀河係,恒星往往成群結隊分布在某一塊較大區域。這些恒星距離較近,靠引力彼此相互束縛在一起,我們稱之為“星團”。據了解,人類肉眼可見的星團包括昴星團、畢星團和蜂巢星團。
近日,《皇家天文學會月刊》發表了一項研究,研究者使用平流層紅外天文觀測台(SOFIA)發現,星團是由巨大分子雲碰撞而成。他們認為,磁場、分子雲中的湍流對星團的形成產生影響,甚至可能起主導作用。
恒星誕生之初就已成團
按an形xing態tai和he成cheng員yuan星xing的de數shu量liang等deng特te征zheng,星xing團tuan分fen為wei疏shu散san星xing團tuan和he球qiu狀zhuang星xing團tuan。球qiu狀zhuang星xing團tuan是shi由you古gu老lao的de恒heng星xing組zu成cheng的de緊jin密mi星xing群qun,恒heng星xing數shu目mu最zui多duo可ke達da數shu百bai萬wan顆ke。而er疏shu散san星xing團tuan通tong常chang包bao含han幾ji千qian顆ke恒heng星xing,它ta們men的de聚ju集ji方fang式shi相xiang對dui鬆song散san。
“星團中各個成員星之間的距離比較近,但仍然以光年計算。”中科院國家天文台研究員馬駿告訴科技日報記者,成員星之間的空間密度遠遠高於周圍的場星。
wulunqiuzhuangxingtuanhaishishusanxingtuandexingchengdouyufenziyunyouguan。jumaikemilunbaikequanshujieshi,fenziyunshixingjiwuzhizhongdiwenchoumiwuzhisuogouchengdejudaxingyun。zhuyaochengfenshifenziqing,bingyoujishaoliangdeqitafenzihechenai。dianxingdefenziyunzhijingda130光年,質量相當於太陽質量的50萬倍,絕對溫度10—20K(零下260℃—零下250℃)。而銀河係內約有數千個分子雲存在。
分子雲的分布並不是均勻的,有些地方密度大,有些地方密度小。“就像各個城市的人口密度存在差異一樣。”馬駿說,恒星都誕生於分子雲中。
tajieshidao,fenziyunzhongmidudadedifanghuixiyinzhouweigengduowuzhibianchengmidugengdadeyunhe。dangyunhedemiduzugoudashi,tabiankenengkaishitasuo,zaochengzhongyangdewendubuduanshenggao。wenduzugougaoshihuidianranfenziyunzhongdeqingqi,congershengchenghaiqi,fachuguanghere。yushi,yuzhouzhongjiudanshengleyikefaguangdehengxing。“在這個過程中,一起誕生的恒星就形成星團。”
也有研究人員分析了分子雲周圍電離碳的分布和運動情況。有跡象顯示,兩種不同的分子氣體以超過2萬英裏/小時的速度相互碰撞。而分子、電離氣體的分布和速度與模擬的雲碰撞一致,據此研究人員稱,可能是分子雲碰撞過程產生的衝擊波使氣體壓縮形成星團。
瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學教授、弗吉尼亞大學教授喬納森·坦(Jonathan Tan)說:“下一步是使用SOFIA觀察大量形成星團的分子雲,隻有這樣,才能理解常見的雲碰撞如何促使星係中的恒星誕生。”
星團成因仍是謎
“小分子雲形成小星團,大分子雲形成大星團。一般來說,小星團不會演變成大星團,但是宇宙演化很複雜,不排除特殊情況。”馬駿說。
以球狀星團為例,它是比較大的分子雲聚集、恒星形成率較高時的產物,其可能形成於早期星爆時期或後來的星係並合過程。其自身內部或受其宿主星係支配導致的恒星演化、動力學演化,都將引起球狀星團在質量、大小、數目、空間位置、金屬豐度和顏色等分布上發生變化。由於受到巨大分子雲的引力影響,疏散星團也會隨著時間推移而被破壞。
此外,星係的並合時常發生,它會使大量氣體聚集,觸發形成新的星團,也會改變星團演化的環境,導致星團的瓦解。
正zheng是shi由you於yu星xing團tuan所suo處chu宇yu宙zhou環huan境jing十shi分fen複fu雜za,現xian階jie段duan,天tian文wen學xue家jia關guan於yu星xing團tuan的de形xing成cheng和he演yan化hua仍reng在zai研yan究jiu階jie段duan,特te別bie是shi星xing團tuan中zhong的de多duo星xing族zu成cheng分fen的de存cun在zai,給gei星xing團tuan的de研yan究jiu帶dai來lai很hen大da的de挑tiao戰zhan。“有些觀測與理論解釋相符,有些並不符合。所以對星團的形成和演化仍有很多不同的理論解釋。”馬駿表示。
喬納森·坦說:“很難在觀測上對恒星形成模型進行評估,但通過SOFIA獲得的數據可以真正測試模擬。”SOFIA的觀測幫助科學家邁出了重要的一步,這些數據提供了有利於碰撞模型的關鍵證據。
星團產生的確切機製還沒有達成科學共識,解開星團誕生之謎的努力意義深遠。“所有恒星基本上都是抱團出生的。即便看似孤立的場星也是由於星團被所誕生星係中的潮汐力瓦解形成的。”馬駿多次強調,星團是宇宙的成分,研究其形成及演化對了解整個宇宙的形成和演化有非常重要的作用。

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