天文學家首次繪製十萬個恆星育嬰室

一項史無前例新的研究顯示，恆星育嬰室比天文學家最初的想像還要多樣化。

鄰近星系高角分辨率物理學（Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies，簡稱 PHANGS）項目的天文學家有系統的繪製了九十個星系裡的十萬個恆星育嬰室，他們發現每一個都比原來想像中獨特。

恆星的形成需要數千萬年的時間，從質量達太陽數百萬倍的分子雲開始，到在自身重力作用下塌縮形成溫和發光的原恆星，接著開始旋轉並吸引周遭物質形成圓盤，在獲得足夠質量後，核心開始點燃核融合，變成像我們的太陽一樣的球體。但這個過程消耗掉一個恆星育嬰室內所儲存氣體和塵埃的速度有多快，以及能形成多少顆恆星，則取決於恆星育嬰室在星系中的位置。

我們曾以為每個星系中的所有恆星育嬰室看起來都差不多，但這項研究結果卻顯示並非如此。這項為期五年的研究，使用位於智利阿塔卡瑪大型毫米/次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array）射電望遠鏡協助觀測，是因為這樣可以更聚焦於來自黑暗且緻密的分子雲其塵埃及氣體所發出的微弱光芒，而非來自於這些分子雲孕育的年輕恆星所發出的可見光，這可以讓天文學家研究恆星的母雲是如何塑造它的形成。

「要了解恆星是如何形成的，我們需要將一顆恆星的誕生與其在宇宙中的位置連繫起來。如果一個星系代表一個城市，那麼社區就是旋臂，房屋是恆星形成的單位，附近的星系則是鄰近的城市。」鄰近星系高角分辨率物理學首席研究員伊娃·施內爾（Eva Schinnerer）說這些觀察告訴我們，「鄰居」對恆星誕生的地點和數量有著微小但顯著的影響。

他們發現恆星的鍛造方式不同，取決於產生它們的分子雲是位於星系盤、棒狀結構、旋臂還是星系中心。星系密集區域的分子雲相較於寧靜區域而言，通常質量較大、密度較高且更動盪。分子雲形成恆星的速度和其高密度區崩潰成恆星的過程，似乎都取決於分子雲所在的位置

接下來，該團隊將嘗試弄清楚這種變化對恆星和行星的形成，以及我們在宇宙中的位置可能意味著什麼。研究人員指出這是我們第一次清楚地了解附近宇宙恆星育嬰室的數量，從意義上來說，這是了解我們來自哪裡的一大步。現在我們知道恆星育嬰室因地而異，但希望在不久的將來能夠了解其中的差異及其如何影響恆星和行星的形成。

【圖：美國國家射電天文台；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年4月28日出版的 arXiv 論文預印本網站