ALMA 观测下的新生巨星引力之舞

作者: Uliana S

ALMA 观测下的新生巨星引力之舞-1
使用 ALMA 天文望远镜获得的 IRAS 07299−1651 中心双星系统的图像。来源:NASA、ESA、CSA、STScI、J. De Pascuale(STScI)、ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)、Y. Zhang。

在距离地球约 5500 光年的遥远恒星形成区 IRAS 07299−1651 中,正上演着一幕天文学家几乎从未有机会亲眼目睹的场景。两颗大质量原恒星——尚未完全形成的恒星,正积极地从周围的气体和尘埃中吸取质量——正绕着彼此运行。它们的总质量已至少达到 18 个太阳质量,而它们之间的距离目前约为 200 天文单位。以宇宙尺度衡量,这一切就发生在此时此刻,就在我们眼前。

由上海交通大学张一辰领导的一个国际研究小组,利用 ALMA 射电干涉仪对这对恒星进行了近 8 年的监测。他们捕捉到了恒星在天空中位置的极细微偏移。除了 ALMA 的数据外,还结合了 Very Large Array 的观测结果、James Webb 望远镜的红外图像以及 Very Large Telescope 的数据。最终,研究人员成功还原了该系统的完整三维图像:轨道、每颗恒星周围气盘的取向以及从中喷射出的喷流方向。

呈现出的景象与预期完全不同。轨道非常扁,几乎呈抛物线状。两颗原恒星周围的盘面相对于彼此以及轨道平面都发生了严重的倾斜。如果这两颗恒星是按照经典的碎裂情景,从同一个巨大的旋转盘中共同诞生的,那么它们的自转和盘面应该是大致同轴的。然而在这里,一切看起来都杂乱无章且“格格不入”。

研究人员得出结论,这两个天体最初是在分子云中各自独立致密的核心里形成的。随后发生了一次近距离的引力交会——一种宇宙级的“邂逅”,按地球历法计算,这仅发生在约 60 年前。在天文时钟上,这不过是一瞬。每颗恒星周围的紧凑盘面在这次邂逅中幸存下来,并保持了其结构。目前,该系统正处于平衡的边缘:轨道接近束缚态的边界,与周围气体的进一步相互作用将决定这些巨星是会永远在一起,还是会分道扬镳。

这项发表在 Nature Astronomy 上的研究表明,大质量恒星的早期生命可能比预想的更具动态且不可预测。大多数大质量恒星都存在于联星或多星系统中,正是这些恒星对随后通过超新星爆发、重元素抛射以及下一代恒星的形成,决定了整个宇宙区域的命运。

在这一事件中,人们能感受到宇宙的宏大尺度。在星际云寒冷的黑暗深处,两个巨大的气体团块偶然靠近,这场邂逅孕育出了一个或许会闪耀数百万年的系统。我们生活在一个此类壮丽过程不断发生的世界里,而现代工具让我们得以瞬间窥见这场宇宙芭蕾的最核心地带。

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