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科学家完成银河系暗星云普查:恒星诞生之地

科普小知识2021-08-13 13:05:20
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示意图:我们生活的银河系

示意图

北京时间10月16日,据外国媒体报道,由亚利桑那大学领导的一个研究小组最近完成了有史以来最大规模的星系尘埃和气体密集云的调查,新生恒星诞生在那里。

亚利桑那大学斯图尔特天文台的天文学家Yancy Shirley是这项研究的主要负责人。他们的研究观察、分类并绘制了超过6000个这样的高密度尘埃和气体云,这使得天文学家能够更好地理解恒星形成的早期阶段。雪莉说:“当你在一个晴朗的夏夜仰望银河系时,你会注意到它不是一个连续的恒星带,你会在那里发现一些黑暗的区域。那里似乎没有星星。但事实并非如此。没有星星。有黑色的星云挡住了这个区域。有大量的尘埃和气体云,这些物质只是形成恒星、行星和我们自己的银河系所需的原材料。”

雪莉说,这项研究工作是天文学领域的一项重要任务,因为它将使天文学家加深对恒星形成最早阶段的理解。在此期间,这些区域的尘埃和气体云开始逐渐凝结形成星团或星团。他们解释说,在过去30-40年中进行的大部分研究工作过于集中在广泛关注的目标区域,在那里原始恒星逐渐形成。

雪莉说:“我们银河系中最著名和最主要的恒星形成区域已经被广泛研究过了。但我们对恒星较少的区域和恒星形成阶段之前的区域知之甚少,包括它们的具体分布。”

然而,这项研究提供了对银河系的第一次调查,显示了这些区域的分布,它们处于不同的星系环境和不同的进化阶段。这将有助于天文学家更好地理解这些区域的性质如何随着恒星形成阶段的变化而变化。雪莉说:“到目前为止,几乎没有星星的乌云只找到了一小部分。现在,我们已经看到了恒星形成的最早阶段,那时恒星形成还没有真正开始。我们第一次有了一张覆盖大量此类目标的清晰地图。”

研究小组说,过去银河系中恒星的形成速率较高,但今天,银河系中恒星的形成速率大约相当于每年新生太阳的质量。一颗星星需要多长时间才能完全成熟?

雪莉说:“在这方面,我们希望能够比较早期的星云目标和进化后期的星云目标。两者之间的定量比率会告诉你每个阶段持续时间的计算结果。在我们的研究中,尚未开始显示恒星形成迹象的星云区域的数量相对较少,因此可以判断这一早期阶段的持续时间相对较短。如果这个阶段的持续时间更长,那么我们应该能够观察到更多这样的区域。”

因为这些黑暗的星云阻挡了可见光,科学家们不能用在可见光波段工作的望远镜来研究它们,比如哈勃太空望远镜。雪莉说:“对于像我们这样想研究恒星诞生现象的人来说,这是一个非常困难的问题,因为我们想看到新的恒星或星团,但是这些尘埃和气体云挡住了我们的视线。”

然而,科学家们也知道,尽管这些尘埃云在可见光波段不发光,但它们在其他波段,特别是在无线电波段发射辐射,无线电波的波长是可见光波长的数百万倍。雪莉说:“在星云中形成的年轻星团发出的光和热,连同周围的辐射,甚至附近星系的星光都会影响这些尘埃和气体云,导致它们被加热到比绝对零度稍高的温度。这时,它们将发出波长很长的无线电波带的辐射。”在这项研究中,科学家仔细检查了整个北半球可见的银盘表面。他们使用亚利桑那州射电天文台的亚毫米望远镜来完成这项工作,该望远镜配备了高度灵敏的设备。