◎ 科技日报实习采访人员 张佳欣
美国马里兰大学研究人员成功创建了第一张韦斯特伦德2号星团周围不断膨胀的恒星风气泡的3D视图 。 这张高分辨率图像清晰展示了银河系“托儿所”——恒星诞生的地方的情景：由热等离子体和电离气体组成的气泡在膨胀沸腾 。
研究人员使用美国国家航空航天局（NASA）的平流层红外天文台（SOFIA）望远镜收集的数据来分析银河系中最明亮、最大质量的恒星形成区域之一 。 分析显示 ， 韦斯特伦德2号星团周围环绕着一个不断膨胀的热气体气泡 ， 这推翻了早先关于该星团周围可能存在两个气泡的研究 。 研究人员还确定了气泡的来源和推动其膨胀的能量 。 研究结果发表在23日的《天体物理学杂志》上 。
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马里兰大学天文学家领导的一个小组 ， 利用美国宇航局一架经过改装的波音747上的SOFIA望远镜搜集的数据 ， 创造了首张恒星诞生时气体膨胀气泡的清晰图像（经艺术渲染） 。 图源：Marc Pound/UMD 艺术渲染图
韦斯特伦德2号星团位于2万光年外 ， 是一个研究恒星演化过程的独特实验室 ， 因为它相对较近 ， 相当年轻 ， 并且包含大量的恒星 。
与太阳相比 ， 当大质量恒星形成时 ， 它们喷射出质子、电子和重金属原子要强得多 ， 这些粒子流被称为恒星风 ， 极端的恒星风能够在周围冷而稠密的气体云中吹出气泡 。 研究人员观察到了以韦斯特伦德2号星团最亮区域为中心的气泡 ， 并且能够测量它的半径、质量和膨胀速度 。
这些膨胀的气泡表面由致密的电离碳气体构成 ， 它们在气泡周围形成一种外壳 。 科学家认为新的恒星是在这些壳内形成的 。 但就像沸腾大锅里的汤一样 ， 包围这些星团的气泡与周围的气体云重叠并混合在一起 ， 因此 ， 很难区分单个气泡的表面 。
【诞生地|想看恒星诞生地的情景吗？首张高清图来啦！】
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上图中的RCW 49银河星云是银河系中最明亮的恒星形成区之一 ， 韦斯特伦德2号星团即在该星云之中 。 图源：NASA/JPL-Caltec/E.Churchwell（威斯康星大学）
研究人员通过测量从高能X射线到低能无线电波的整个电磁谱中从星团中发出的辐射 ， 创建了更清晰的韦斯特伦德2号星团周围的气泡图 。
其中最重要的测量是壳层中一种特定碳离子发射的远红外波长 。 研究论文的合著者称 ， 利用多普勒光谱学 ， 他们判断了这种碳离子向地球移动以及远离地球的速度 。 就像火车的喇叭经过人身边时会改变音调一样 ， 在高清图像中 ， 利用多普勒效应 ， 颜色会根据碳离子的速度略有变化 。
除了在韦斯特伦德2号附近发现了一个由风驱动的单个恒星气泡外 ， 他们还发现了在这个气泡的壳层区域形成新恒星的证据 。 分析还表明 ， 大约100万年前 ， 当气泡膨胀时 ， 它在一侧破裂 ， 释放出热等离子体 ， 减缓了壳的膨胀 。 但是 ， 大约在20万或30万年前 ， 韦斯特伦德2号中的另一颗明亮的恒星诞生 ， 它的能量重新激活了韦斯特伦德2号外壳的膨胀 。
马里兰大学天文学系博士后助理、该研究的主要作者迈特拉伊·蒂瓦里说：“我们看到韦斯特伦德2号周围气泡的膨胀被另一颗巨大质量恒星的风再次加速 ， 这导致新的膨胀和恒星形成的过程 。 ”这表明恒星将在很长一段时间内继续在这个壳层中诞生 ， 但随着这个过程的进行 ， 新恒星的质量将会越来越小 。
来源：科技日报
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