銀河系核心的高解析度影象，這是低恆星形成率區域

【博科園-科學科普（關注“博科園”看更多）】與宇宙中的其他星系相比，銀河系是一個相當微妙的特徵。事實上由於銀河系中央分子區(CMZ)存在著溫暖的氣體，星系的亮度是銀河系的數千倍。這種氣體是由環繞在星系核上的超大質量黑洞(SMBH)周圍的大量恆星形成而引起的。

美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡拍攝了這張令人驚歎的銀河系中心的紅外影象。圖片版權：NASA/JPL-Caltech

銀河系的核心也有一個黑洞(人馬座a *)和它需要形成新的恆星所需的所有氣體。但由於某種原因，銀河系星系的CMZ中的恆星形成比平均水平要低。為瞭解決這個謎題，一個國際天文學家團隊對CMZ進行了一項大規模的全面研究，以尋找答案。

這項研究名為“高壓環境下的恆星形成:銀河中心塵埃脊的SMA觀點”最近發表在皇家天文學會的月報上。該研究由聯合阿爾瑪天文臺和日本國家天文臺的丹尼爾·沃克領導，包括來自多個天文臺、大學和研究機構的成員。

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一種偽彩色斯皮策紅外影象的銀河系中央分子區(CMZ)。圖片版權：Spitzer/NASA/CfA

研究小組依賴於位於夏威夷Maunakea頂端的亞毫米波陣列(SMA)無線電幹涉儀。發現在CMZ的“塵埃脊”中有13個高質量的巖心樣本，它們可能是早期發育階段的年輕恆星。這些巖心的質量從50到2150太陽質量不等，半徑為0.1 – 0.25秒(0.326 – 0.815光年)。還注意到兩顆天體的存在，這些物體似乎是以前不為人知的年輕的，高質量的原恆星。他們的研究中所有這一切都表明在CMZ中，恆星的形成速率與星系盤的相同，儘管它們存在巨大的壓力差異：

所有都看起來都很年輕(前uchii)，這意味著他們是代表高質量恆星和子群的初始條件的主要候選者。我們將所有被探測到的核與星系盤上的高質量巖心和雲團進行比較，發現它們的質量和大小大致相同，儘管受到外部壓強的影響，它們的大小是幾個數量級的。為了確定CMZ中的外部壓力更大，研究小組觀察了分子甲醛和甲基氰化物的譜線來測量氣體的溫度及其動力學。這表明氣體環境是高度湍流的，這使得他們得出結論：CMZ的湍流環境是抑制恆星形成的原因。

來自NSF的Karl G. Jansky的無線電影象顯示了銀河系中心。圖片版權：NSF/VLA/UCLA/M. Morris et al.

在這樣一個高壓環境下> 80%的核心沒有顯示出任何恆星形成活動的跡象，這讓我們得出結論，這進一步證明瞭由於湍流，CMZ中恆星形成的臨界密度閾值增加了。最終CMZ中恆星形成的速率不僅依賴於它們的大量氣體和塵埃，而且依賴於氣體環境本身的性質。這些結果不僅可以為未來的銀河系研究提供資訊，也可以為其他星系的研究提供資訊——特別是當涉及到超大質量黑洞(SMBHs)、恆星形成和星系演化之間的關係時。

幾十年來，天文學家一直在研究星系的中心區域，希望以此來確定這種關係是如何運作的。近年來天文學家提出了相互矛盾的結果，其中一些表明恆星形成是由於SMBHs的存在而被逮捕的，而另一些則沒有相關性。此外對SMBHs和活動星系核(AGNs)的進一步檢查表明，星系的質量與它的中心黑洞質量之間可能沒有相關性——這是天文學家先前同意的另一種理論。因此瞭解恆星的形成為何和為什麼會在銀河系中不同，這可以幫助我們解開其他的謎團。由此我們可以更好地瞭解恆星和星系是如何在宇宙歷史程式中演化出來的。

• 知識：科學無國界，博科園-科學科普

• 參考：CfA, MNRAS

• 作者：Matt Williams

• 內容：經“博科園”判定符合今主流科學

• 來自：Universe Today

• 編譯：公子世無雙

• 審校：博科園

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