大質(zhì)量恒星：中國(guó)科學(xué)家首次看清百億億公里外的恒星搖籃全貌！

你有沒(méi)有想過(guò)，那些比太陽(yáng)還大上好幾倍的“宇宙巨嬰”——也就是大質(zhì)量恒星，到底是怎么形成的？

別看它們現(xiàn)在光芒萬(wàn)丈，在誕生的初期，其實(shí)也經(jīng)歷著一場(chǎng)無(wú)比復(fù)雜、卻又井然有序的“物資輸送”過(guò)程。而最近，中國(guó)科學(xué)家們第一次用清晰的觀測(cè)證據(jù)，還原出了這場(chǎng)宏大宇宙哺育現(xiàn)場(chǎng)的完整圖景！

這項(xiàng)重磅研究是由中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)完成的。他們動(dòng)用了目前全球最強(qiáng)大的“望遠(yuǎn)鏡天團(tuán)”——包括阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）和甚大陣射電望遠(yuǎn)鏡（VLA），瞄準(zhǔn)了一個(gè)名為IRAS18134–1942的大質(zhì)量恒星形成區(qū)，最終成功揭示出氣體從巨大尺度的分子云，一路流向新生恒星周圍的完整路徑。

說(shuō)得形象點(diǎn)，他們就像是宇宙級(jí)的“交通工程師”，第一次測(cè)繪出了恒星誕生區(qū)內(nèi)氣體吸積的“全尺度高速公路網(wǎng)”！

這項(xiàng)突破性的成果，已經(jīng)在北京時(shí)間9月18日登上了國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)進(jìn)展》。

說(shuō)到質(zhì)量大于8倍太陽(yáng)的大質(zhì)量恒星，它們可說(shuō)是宇宙中的“霸道總裁”——雖然數(shù)量不多，但影響力極大。通過(guò)強(qiáng)烈的輻射、恒星風(fēng)，以及最終壯烈的超新星爆炸，它們能徹底改變周圍星際介質(zhì)的物理和化學(xué)環(huán)境，甚至主導(dǎo)整個(gè)星系的結(jié)構(gòu)和演化。

但這么一個(gè)“宇宙大佬”，小時(shí)候是怎么“吃飽長(zhǎng)大”的？這個(gè)問(wèn)題困擾了天文學(xué)家數(shù)十年。

和小質(zhì)量恒星那種相對(duì)孤立的“單體塌縮”模式不同，大質(zhì)量恒星通常誕生在特別復(fù)雜、動(dòng)蕩且充滿氣體的大質(zhì)量團(tuán)塊里。要想形成巨星，就必須有持續(xù)且高效的氣體輸運(yùn)機(jī)制，把外圍物質(zhì)源源不斷地送向中心原恒星。

用大白話說(shuō)就是：光靠“家門口的菜園”喂不飽它們，必須得建起一套能從“遠(yuǎn)方糧倉(cāng)”運(yùn)糧的“星系級(jí)物流系統(tǒng)”！

而這一次，中國(guó)團(tuán)隊(duì)終于看清了這個(gè)系統(tǒng)的全貌。

研究團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)是一個(gè)名為IRAS 18134–1942的區(qū)域，這里正在活躍地形成大質(zhì)量恒星。通過(guò)ALMA和VLA聯(lián)手帶來(lái)的高分辨率、高靈敏度觀測(cè)，他們構(gòu)建出了一幅前所未有的多尺度圖像。

結(jié)果非常震撼——

他們發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)氣體團(tuán)塊內(nèi)部，存在一個(gè)層次分明、環(huán)環(huán)相扣的“氣體輸送網(wǎng)絡(luò)”，從大到小依次包括：

類旋臂結(jié)構(gòu)：在最外圍，氣體沿著類似旋臂的軌跡向內(nèi)部流動(dòng)；

棒狀結(jié)構(gòu)：再往里，氣體匯入一個(gè)更為集中的“棒狀”通道；

旋轉(zhuǎn)下落的氣體包層：更靠近中心的地方，氣體呈現(xiàn)明顯的旋轉(zhuǎn)并向下沉降；

吸積盤：最終，氣體匯入到最內(nèi)層、正在圍繞原恒星旋轉(zhuǎn)的盤狀結(jié)構(gòu)中。

這四種結(jié)構(gòu)一氣呵成、緊密銜接，共同構(gòu)成了一套完整的層級(jí)吸積系統(tǒng)。

這也是天文學(xué)家首次在單個(gè)大質(zhì)量團(tuán)塊中直接觀測(cè)到這么多環(huán)節(jié)連接在一起的完整氣體結(jié)構(gòu)。

更有趣的是，這個(gè)結(jié)構(gòu)和我們?cè)谟钪嬷锌吹降陌粜窍捣浅Ｏ嗨疲梢哉f(shuō)是一個(gè)“迷你版的星系級(jí)氣體網(wǎng)絡(luò)”。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)意義重大，它告訴我們：大質(zhì)量恒星的形成并非發(fā)生在混亂、無(wú)序的氣團(tuán)里，而是經(jīng)由一套高度有序的、多尺度的層級(jí)結(jié)構(gòu)完成的。

換句話說(shuō)，自然似乎用了一種“分形”式的智慧，在分子云內(nèi)部也構(gòu)建起了堪比星系的宏偉氣流通路，使得外部氣體能夠被高效地“引流”至恒星誕生的最內(nèi)核區(qū)域。

這不僅為大質(zhì)量恒星如何吸積物質(zhì)提供了關(guān)鍵證據(jù)，也讓我們對(duì)宇宙中物質(zhì)聚集和恒星誕生的普遍規(guī)律有了更深的理解。

正如研究人員所指出的，這項(xiàng)研究支持了“多尺度、層級(jí)化的氣體吸積”是大質(zhì)量恒星形成的關(guān)鍵機(jī)制之一。也正是依靠這樣一套“宇宙高速公路”，氣體才能跨越浩瀚的空間距離，最終匯聚成璀璨的恒星。

所以說(shuō)，每一顆大質(zhì)量恒星的背后，可能都隱藏著一套堪比星系的宏偉氣體工程——而這一次，中國(guó)科學(xué)家讓我們第一次看清了它的全貌。