分子外流現(xiàn)象最早是在1980年代發(fā)現(xiàn)的。一氧化碳(CO)分子的線翼中檢測到非常高的速度運動,觀察到正在形成的年輕恒星。高速運動顯然不是重力約束的運動(例如跌落或旋轉(zhuǎn)),因為需要較大的引力質(zhì)量。實際上,最初的探測是在獵戶座星云中心非常明亮的CO線中,當在星際介質(zhì)中首次探測到CO時就已經(jīng)看到了。
隨著隨后對許多來源分子流出的檢測,它們被認為是恒星形成過程中普遍存在且必不可少的階段。多余的角動量通過分子流出而帶出,使剩余的材料掉落到恒星核上。然后,這些流出與恒星本身的構(gòu)造有關(guān)。然而,事實證明,低質(zhì)量恒星中典型的雙極分子外流與Orion中的外流不太可能相同。在這里報道的新結(jié)果是大約40年后Orion這樣的資金外流的第二個例子。
大質(zhì)量恒星的形成,即質(zhì)量是我們太陽質(zhì)量的十倍或更多倍的恒星,仍遠未得到清楚的了解。長期以來,許多天文學(xué)家認為這類巨星的形成可能與其較小的表親相似,它們的質(zhì)量類似于我們的太陽。在這張照片中,巨大的恒星在安靜的環(huán)境中長大,通過大型星際盤的吸積而獲得質(zhì)量,并和平地達到其最終質(zhì)量。但是,這似乎不是規(guī)則。
使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA),天文學(xué)家從天空中捕獲了猛烈的爆炸,該區(qū)域形成了巨大的恒星,而天文學(xué)家由于其星系坐標而被命名為G5.89-0.39。使用來自兩個簡單分子一氧化碳(CO)和一氧化硅(SiO)的毫米波發(fā)射識別出了這種爆炸。已知這些分子以超音速運動跟蹤在形成恒星的氣體密集和黑暗區(qū)域中的震動。但是爆炸性的高速運動與低質(zhì)量恒星中的分子外流根本不同。
爆炸似乎發(fā)生在大約1000年前,并釋放了大量能量。盡管釋放出的能量少于大質(zhì)量恒星壽命結(jié)束時超新星產(chǎn)生的能量,但這種爆炸在這些早期階段是出乎意料的。ALMA的觀測揭示了大約30個分子“子彈”,它們徑向向外流動。這些運動本質(zhì)上是一時沖動的,發(fā)生在一個瞬間,它們及時地指向可能由爆炸引起的高溫形成的電離區(qū)域。NAOJ的天文學(xué)家齋藤正雄說:“有趣的是,爆炸中心沒有已知的巨大年輕恒星。” 年輕的大質(zhì)量恒星可能在劇烈的動力相互作用后從其出生地遷移。由于塊狀恒星總是形成團簇,因此這種相互作用可能很普遍。這種流出物的脈沖爆炸性質(zhì)與太陽類恒星的穩(wěn)定分子流出物完全不同。
G5.89-0.39中爆炸事件的三維動畫。從藍色到紅色顯示了徑向藍移速度和紅移速度。動畫以從上到下然后從左到右的視圖開始。動畫的持續(xù)時間約為10秒。圖片來源:中國科學(xué)院天體物理與天文學(xué)研究所
中國科學(xué)院院士杰出研究員Paul Ho解釋說:“這種爆炸性流出被認為是由引力能量的釋放所推動的,而這種引力能量的產(chǎn)生與恒星附近巨大的雙星或什至是原恒星的合并有關(guān)。” 本質(zhì)上,這種流出與Orion中的情況類似。G5.89-0.39是這個新的分子流家族的第二個清晰的例子,它與大質(zhì)量恒星團的形成有關(guān)。
這種爆炸性流出物的脈沖性質(zhì)以及此流出物階段的持續(xù)時間短,可能會使它們的檢測成為罕見的現(xiàn)象。墨西哥射電天文學(xué)和天體物理研究所所長路易斯·扎帕塔說:“如果將來能夠探測到足夠多的外流,那么恒星團的合并可能是大質(zhì)量恒星的重要形成機制。”