天文学家利用模拟技术阐明气体流体在多恒星系统诞生中的作用

天文学家利用模拟技术阐明气体流体在多恒星系统诞生中的作用IRAS04239+2436三重原恒星的艺术印象。利用观测和模拟进行的新研究揭示了多恒星系统的形成过程。资料来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）大多数质量与太阳相近的恒星都是与其他恒星一起在多恒星系统中形成的。因此，了解多恒星系统的形成对恒星形成的整体理论非常重要。然而，由于其复杂性和缺乏高分辨率、高灵敏度的数据，天文学家对其形成情况并不确定。特别是，最近对原恒星的观测经常报告有气体流向原恒星的"流线"结构，但一直不清楚这些流线是如何形成的。三元原恒星IRAS04239+2436周围的气体分布，（左）ALMA观测到的SO发射，（右）超级计算机ATERUI数值模拟再现。左图中的原恒星A和B显示为蓝色，表示来自原恒星周围尘埃的无线电波。在原恒星A中，被认为存在两颗未解决的原恒星。右图中，三个原恒星的位置用蓝色叉号表示。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),J.-E.Leeetal.Leeetal.由首尔国立大学教授Jeong-EunLee领导的一个国际研究小组利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）观测了位于460光年外金牛座的三元原恒星系统IRAS04239+2436。研究小组发现，一氧化硫（SO）分子的排放物追踪了围绕该系统中形成的三颗原恒星的三条旋臂。与法政大学教授松本智明（TomoakiMatsumoto）利用日本国立天文台计算天体物理学中心的超级计算机"ATERUI"和"ATERUIII"进行的模拟比较表明，这三条旋臂是向三颗原恒星输送物质的流线。观测与模拟的结合首次揭示了流线是如何产生并促进中心原恒星的生长的。超级计算机"ATERUI"对多恒星形成的模拟。影片显示，多颗原恒星诞生于丝状湍流气体云中，它们在运行过程中会激发旋臂并扰动周围的气体。资料来源：松本智明、武田孝昭、4D2U项目、NAOJ...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399065.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399065.htm

研究人员在类星体宿主星系中发现了恒星形成受抑制的证据

研究人员在类星体宿主星系中发现了恒星形成受抑制的证据类星体研究取得突破由北海道大学的德拉甘-萨拉克（DraganSalak）助理教授、筑波大学的桥本拓也（TakuyaHashimoto）助理教授和早稻田大学的井上明夫（AkioInoue）教授领导的研究小组首次发现了宇宙早期类星体宿主星系中的分子气体外流抑制恒星形成的证据。他们利用智利阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）进行的观测结果发表在《天体物理学报》上。从类星体J2054-0005喷出的分子气体的艺术印象。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)分子气体在星系中的作用分子气体对恒星的形成至关重要。作为恒星形成的主要燃料，星系内无处不在的高浓度分子气体会导致大量恒星的形成。分子外流将这些气体喷射到星系际空间的速度快于恒星形成所消耗的速度，从而有效地抑制了类星体所在星系中恒星的形成。萨拉克解释说："理论研究表明，分子气体外流从早期就在星系的形成和演化过程中发挥着重要作用，因为它们可以调节恒星的形成。类星体是能量特别高的来源，因此我们预计它们可能会产生强大的外流"。一组正在观测夜空的ALMA12米天线。本研究使用12米天线进行观测。资料来源：ESO/Y.Beletsky发现分子气体外流研究人员观测到的类星体J2054-0005具有非常高的红移--它和地球之间的移动速度显然非常快。桥本说："J2054-0005是遥远宇宙中最亮的类星体之一，因此我们决定把这个天体作为研究强大外流的绝佳候选天体。研究人员利用ALMA观测了类星体的分子气体外流。作为世界上唯一具有探测早期宇宙中分子气体外流的灵敏度和频率覆盖范围的望远镜，ALMA是这项研究的关键。"谈到研究中使用的方法，Salak评论道："外流分子（OH）气体是通过吸收发现的。这意味着我们观测到的微波辐射并非直接来自OH分子；相反，我们观测到的辐射来自明亮的类星体--吸收意味着OH分子恰好吸收了类星体的部分辐射。因此，这就像是通过看到气体在光源前投下的'影子'来揭示气体的存在"。类星体流出的分子气体包括羟基（OH）（上图）。由于分子气体向观测者方向运动，吸收光谱中的羟基峰（底部，蓝色虚线）出现在较短的波长上（蓝色实线），这种现象被称为多普勒效应。资料来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），修改自DraganSalak等人，《天体物理学杂志》。2024年2月1日对星系演化的影响这项研究的发现首次有力地证明了类星体宿主星系存在强大的分子气体外流，并对早期宇宙时代的星系演化产生影响。"分子气体是星系的重要组成部分，因为它是恒星形成的燃料，"Salak总结道。"我们的研究结果表明，类星体能够通过将分子气体喷射到星系际空间来抑制其宿主星系中恒星的形成。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421175.htm

ALMA对NGC 253的观测揭示了星爆星系的分子多样性和恒星形成演化过程

ALMA对NGC253的观测揭示了星爆星系的分子多样性和恒星形成演化过程由欧洲南方天文台/ALMA联合天文台的塞尔吉奥-马丁（SergioMartin）、日本国家天文台的原田七濑（NanaseHarada）和美国国家射电天文台的杰夫-曼格姆（JeffMangum）领导的研究小组利用ALMA（阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列）观测了一个名为NGC253的星系的中心。NGC253位于雕刻星系方向大约1000万光年之外。NGC253是星爆星系的一个例子，在这个星系中，许多新恒星正在迅速形成。导致星爆发生的因素至今仍不十分清楚。不同颜色代表分子气体（蓝色）、休克区（红色）、相对高密度区（橙色）、年轻星爆（黄色）、成熟星爆（洋红色）以及受宇宙射线电离影响的分子气体（青色）的分布。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),N.Haradaetal.恒星的诞生、演化和死亡会改变周围气体的分子组成。ALMA的高灵敏度和高分辨率使天文学家能够确定表明恒星生命周期各个阶段的分子位置。这项名为ALCHEMI（ALMA全面高分辨率河外星系分子清单）的观测发现，高密度分子气体很可能正在促进这个星系中恒星的形成。NGC253中心的高密度气体数量比银河系中心的高出10倍以上，这可以解释为什么NGC253形成恒星的效率要高出30倍左右。ALCHEMI勘测还提供了一个包含44种分子的图集，比之前在银河系外的研究中提供的数量翻了一番。通过对该图集应用机器学习技术，研究人员能够确定哪些分子是追溯恒星形成过程从开始到结束的最佳路标。这些知识将有助于规划未来的ALMA观测。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428429.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428429.htm

天文学家发现行星形成的第一步 与理论预期相反

天文学家发现行星形成的第一步与理论预期相反天文学家已经非常善于发现恒星周围行星形成的迹象。然而，要完全掌握行星的形成，关键是要研究这一过程尚未开始的情况。但对年轻恒星金牛座DG的最新详细观测表明，它有一个光滑的原行星盘，没有行星形成的迹象。这次成功地没有发现行星的形成可能表明金牛座DG正处于行星形成的前夜。用ALMA观测到的金牛座DG周围磁盘的无线电波发射强度图像。圆盘中尚未形成星环，这表明它正处于行星形成之前。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),S.Ohashietal.原行星盘和行星的成长行星是在原恒星（仍在形成过程中的年轻恒星）周围的气体和尘埃盘（称为原行星盘）中形成的。行星的生长速度非常缓慢，因此无法观察到行星的演变过程，因此天文学家需要观测许多处于行星形成过程中不同阶段的原恒星，以建立理论上的认识。这次，由日本国立天文台（NAOJ）的大桥谕（SatoshiOhashi）领导的国际研究小组利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），对位于金牛座方向410光年外的一颗相对年轻的原恒星--DG金牛座周围的原行星盘进行了高分辨率观测。研究小组发现，DG金牛座的原行星盘非常光滑，没有任何表明行星正在形成的环。这让研究小组相信，金牛座DG系统将来会开始形成行星。意外发现和未来研究研究小组发现，在行星形成前的这一阶段，中心原恒星40AU（约为太阳系天王星轨道大小的两倍）范围内的尘粒仍然很小，而在这一半径之外，尘粒的体积已经开始增大，这是行星形成的第一步。这与行星形成始于星盘内部的理论预期相反。这些结果为行星开始形成时的尘埃分布和其他条件提供了令人惊讶的新信息。未来对更多实例的研究将进一步加深我们对行星形成的理解。参考文献：《ALMA三波段频率观测揭示的DGTau原恒星周围光滑盘中的尘埃富集和晶粒生长》，作者：SatoshiOhashi、MunetakeMomose、AkimasaKataoka、AyaEHiguchi、TakashiTsukagoshi、TakahiroUeda、ClaudioCodella、LindaPodio、TomoyukiHanawa、NamiSakai、HiroshiKobayashi、SatoshiOkuzumi和HidekazuTanaka，2023年8月28日，《天体物理学报》。DOI:10.3847/1538-4357/ace9b9编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404957.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404957.htm

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”天文观测的突破这些新发现得益于智利阿塔卡马沙漠中的望远镜群--阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）。曼彻斯特大学的朱德瑞尔班克天体物理中心（JodrellBankCentreforAstrophysics）是英国ALMA区域中心节点（UKARC）的所在地，该中心为使用ALMA的英国天文学家提供支持。曼彻斯特大学高级客座研究员AnitaRichards博士曾是英国ARC的成员，她在验证"波段5"接收器系统运行的小组中发挥了关键作用，该系统对于ALMA生成详细的水图像至关重要。理查兹博士说："直接测量行星形成过程中的水蒸气含量，让我们更进一步了解制造海洋世界有多容易--有多少水是附着在凝结的岩石上，还是主要是后来添加到几乎完全形成的行星上的？这种观测需要最干燥的条件，只有利用智利的ALMA阵列才能进行如此详细的观测"。天文学家在一颗年轻恒星周围的圆盘中发现了水蒸气，而这正是行星可能正在形成的地方。在这张图片中，来自阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的新观测数据（ESO是该阵列的合作伙伴）显示了水蒸气的蓝色色调。在年轻恒星所在的圆盘中心附近，环境温度更高，气体也更明亮。红色的环是ALMA之前的观测结果，显示了恒星周围尘埃的分布。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S.Facchinietal.来自金牛座HL星系统的发现发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上的观测结果表明，在距离地球450光年的金牛座年轻的类太阳恒星HLTauri的内盘中，水的数量至少是地球所有海洋的三倍。领导这项研究的意大利米兰大学天文学家斯特凡诺-法奇尼说："我从未想象过，我们能在行星可能形成的同一区域捕捉到水蒸气海洋的图像"。共同作者、意大利博洛尼亚大学天文学家莱昂纳多-特斯蒂补充说："在距离我们450光年的地方，我们不仅能探测到水蒸气，还能捕捉到详细的图像，并对水蒸气进行空间分辨，这确实非常了不起。"利用ALMA进行的这些观测可以在一千米的距离上显示出像头发丝一样细小的细节，使天文学家能够确定水在圆盘不同区域的分布情况。对行星形成的影响在金牛座HL星圆盘存在一个已知缺口的区域发现了大量的水--一个行星可能正在形成的地方。在富含气体和尘埃的圆盘上，年轻的类行星天体在聚集物质并成长的过程中，会在圆盘上形成径向间隙。这表明，这些水蒸气可能会影响在这些区域形成的行星的化学成分。但是，用地面望远镜观测水并非易事，因为地球大气中大量的水蒸气会降低天文信号的质量。ALMA由欧洲南方天文台（ESO）及其国际合作伙伴共同运营，位于海拔约5000米的高海拔地区，建在一个高而干燥的环境中，专门用于最大限度地减少这种退化，从而提供了卓越的观测条件。迄今为止，ALMA是唯一能够绘制冷行星形成圆盘中水分布图的设施。构成圆盘的尘粒是行星形成的种子，它们相互碰撞并聚集成越来越大的天体，围绕恒星运行。天文学家认为，在足够冷的地方，水会冻结在尘粒上，尘粒会更有效地粘在一起--这是行星形成的理想场所。英国天文学研究中心（UKARC）的成员正在为ALMA的重大升级做出贡献，ALMA与欧洲南方天文台（ESO）的超大望远镜（ELT）也将在十年内上线，这将为行星的形成以及水在其中扮演的角色提供更清晰的视角。特别是METIS（中红外ELT成像仪和摄谱仪），它将为天文学家提供行星形成盘内部区域的无与伦比的视角，像地球这样的行星就是在这里形成的。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423109.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423109.htm

韦伯望远镜揭开螺旋星系NGC 5068恒星形成过程的秘密

韦伯望远镜揭开螺旋星系NGC5068恒星形成过程的秘密在詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄的这张图片上，尘埃和明亮的星团组成了一道精致的轨迹。这些明亮的气体和恒星卷须属于条形螺旋星系NGC5068，在这张图片的左上方可以看到其明亮的中央条形，这是韦伯的两个仪器的合成图。美国宇航局局长比尔-纳尔逊于6月2日在波兰华沙哥白尼科学中心与学生举行的活动中透露了这一图像。在这张由詹姆斯-韦伯太空望远镜的MIRI仪器拍摄的棒状螺旋星系NGC5068的图像中，螺旋星系的尘埃结构和包含新形成的星团的发光气体泡尤为突出。三颗小行星的轨迹闯入了这张图片，表现为蓝绿色的小红点。小行星出现在这样的天文图像中，是因为它们比遥远的目标更接近望远镜。当韦伯捕捉到天文物体的几张图像时，小行星就会移动，所以它在每一帧图像中显示的位置略有不同。在诸如这张来自MIRI的图像中，它们会更明显一些，因为许多恒星在中红外波长下并不像在近红外或可见光下那么明亮，所以小行星在恒星旁边更容易看到。一条线索就在银河系的条形图下面，还有两条在左下角。资料来源：ESA/Webb，NASA和CSA，J.Lee和PHANGS-JWST团队NGC5068距离地球约2000万光年，位于室女座。这个星系中央明亮的恒星形成区域的图像是创建天文宝库活动的一部分，宝库指的是是对附近星系中恒星形成的观测。这些观测对天文学家来说特别有价值，原因有二。首先是因为恒星的形成是天文学中许多领域的基础，从恒星之间的脆弱等离子体的物理学到整个星系的演变。通过观察附近星系中恒星的形成，天文学家们希望通过韦伯提供的一些首批数据来启动重大的科学进展。从詹姆斯-韦伯太空望远镜的NIRCam仪器上看到的这个条形螺旋星系NGC5068，上面布满了该星系的大量恒星，沿着其明亮的中央条形区域最为密集，同时还有被内部年轻恒星照亮的燃烧的红色气体云。这个星系的近红外图像被构成NGC5068核心的巨大的老式恒星聚集所填充。NIRCam的敏锐视觉使天文学家能够透过银河系的气体和尘埃来仔细检查它的恒星。密集而明亮的尘埃云沿着旋臂的路径分布：这些是HII区域，是氢气的集合体，新的恒星正在那里形成。年轻的、有活力的恒星将它们周围的氢气电离，形成了这种红色的光芒。资料来源：欧空局/韦伯，NASA和CSA，J.Lee和PHANGS-JWST团队韦伯的观测建立在使用包括哈勃太空望远镜和地面观测站在内的其他研究之上。韦伯收集了19个附近的成星星系的图像，然后天文学家可以将这些图像与哈勃的10000个星团的图像、甚大望远镜（VLT）对20000个成星发射星云的光谱图以及阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）识别的12000个黑暗、密集的分子云的观测相结合。这些观测跨越了电磁波谱，给了天文学家一个前所未有的机会来拼凑恒星形成的细枝末节。由于韦伯能够透过笼罩着新生恒星的气体和尘埃，它特别适合于探索恒星形成的过程。恒星和行星系统是在旋转的气体和尘埃云中诞生的，对于像哈勃或VLT这样的可见光观测站来说是不透明的。韦伯的两个仪器--MIRI（中红外仪器）和NIRCam（近红外相机）--在红外波长上的敏锐视觉使天文学家能够直接看到NGC5068中巨大的尘埃云，并捕捉到发生的恒星形成过程。这张图片结合了这两台仪器的能力，提供了一个真正独特的NGC5068的组成情况。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363483.htm