恒星向内盘旋到恒星托儿所的核心

天文学家研究小麦哲伦星系内的一个星团 Cloud (SMC) 发现年轻的恒星向星团中心盘旋。 这个星团 NGC 346 是一个疏散星团,嵌入在发光的气体云中,这是典型的恒星托儿所——新恒星形成的地方。 这个恒星形成区域的外旋臂似乎正在将气体、尘埃和新恒星汇集到中心,研究人员将其描述为促进新恒星诞生的有效方式。

SMC 是银河系的一个小型卫星星系,在黑暗的天空下,南半球的观测者可以用肉眼看到它。 它距离我们大约 20 万光年,包含许多星云和星团。 其中之一是NGC 346,它结合了一群明亮的新恒星,以及它们仍在坍塌的气体和尘埃恒星孕育场,这些恒星孕育场继续产生新的恒星。

该区域只有 150 光年宽,质量约为 50 000 个太阳。 一段时间以来,它异常高的恒星形成率和迷人的形状一直是天文学家的一个有趣的谜题。 这张最新图片提供了一些新线索,帮助我们了解正在发生的事情。 它结合了哈勃太空望远镜 (HST) 和欧洲南方天文台 (ESO) 甚大望远镜 (VLT) 的观测结果。

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NGC 346:SMC 图像信用和许可中的恒星形成区域:NASA、ESA、Hubble; 处理:朱迪·施密特
NGC 346:SMC 中的恒星形成星团。 形象学分 & 执照美国国家航空航天局, 欧空局, 哈勃; 加工: 朱迪·施密特

巴尔的摩太空望远镜科学研究所的埃琳娜·萨比 (Elena Sabbi) 是这项研究的负责人,她这样说:

“恒星是塑造宇宙的机器。 没有星星我们就没有生命,但我们并不完全了解它们是怎样形成的。 我们有几个模型可以做出预测,其中一些预测是矛盾的。 我们想确定是什么在调节恒星形成的过程,因为这些是我们还需要了解我们在早期宇宙中看到的东西的定律。”

Sabbi 和她的团队使用在 11 年间拍摄的一系列 HST 图像来计算 NGC 346 星团内恒星的运动。 通过比较这一系列图像,他们能够测量星团内恒星的运动。 在 11 年间,恒星平均移动了 3200 亿公里,是地球到太阳距离的两倍多。 这以惊人的缓慢速度运行,仅为每小时 3200 公里。 HST 产生特别高的图像分辨率,并且非常准确,使这些测量成为可能。

与此同时,第二个团队使用 VLT 上的多单位光谱探测器 (MUSE) 仪器来测量相同恒星的径向速度。 由欧洲航天局 AURA/STScI 的 Peter Zeidler 领导的团队使用光谱仪测量这些恒星向或远离地球的速度。

“真正令人惊奇的是,我们使用了两种完全不同的方法和不同的设施,基本上我们独立得出了相同的结论,”Zeidler 说。 “有了哈勃,你可以看到星星,但有了 MUSE,我们还可以看到三维的气体运动,它证实了一切都在向内盘旋的理论。”

恒星向内盘旋到恒星托儿所的核心 1

这种螺旋运动似乎是自然产生的,因为它是物质进入星云高密度中心区域的最简单、最有效的方式。

“螺旋确实是从外部向星团中心提供恒星形成的良好、自然的方式,”Zeidler 解释说。 “这是推动更多恒星形成的恒星和气体向中心移动的最有效方式。”

SMC 对于试图了解恒星形成的物理学家很有用,因为它的化学成分比我们自己的星系简单得多,因此更符合早期宇宙的条件。 当时形成的恒星更简单的化学成分使它们燃烧得更快、更热,在我们的银河后院拥有一个与这些条件相匹配的环境对科学家来说非常方便。 通过在 SMC 的各个恒星托儿所中观察不同年龄的恒星,我们可以更好地了解被认为发生在宇宙中的恒星形成爆发,当时宇宙只有几十亿年的历史。

这些最新的观察告诉我们,早期恒星形成的方式与我们银河系中现代恒星的形成方式非常相似。

“哈勃档案真的是一座金矿,”萨比说。 “多年来,哈勃观测到了许多有趣的恒星形成区域。 鉴于哈勃的表现如此出色,我们实际上可以重复这些观察。 这真的可以增进我们对恒星形成的理解。”

下一步是与 NASA/ESA/CSA 重复这些观察 詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST)。 JWST 将能够解析比当前测量中包含的更小、更冷的恒星。 随着时间的推移,研究人员将能够重复观测,包括质量较低的恒星。 这将有助于确认和验证当前​​的工作,并将其扩展到包括更多的恒星人口。 这将允许比较高质量和低质量恒星的行为,并更全面地了解这些恒星托儿所的动力学。

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/09/Spiralling_stars_provide_a_window_into_the_early_Universe