中国科学院紫金山天文台在大质量恒星起源研究方面获进展

IT之家 8 月 3 日消息，大质量恒星（大于 8 倍太阳质量）的起源问题是天体物理学领域悬而未决的关键问题。紫金山天文台利用高分辨毫米波 / 亚毫米波干涉阵（ALMA）数据，报道了目前唯一有重复爆发式吸积的大质量原恒星 M17 MIR 以及由重复爆发式吸积引起的间断式高速分子喷流。

中国科学院表示，该研究进一步深化了科学家对大质量恒星起源问题的认知。相关研究成果已发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上（IT之家附 DOI:10.3847/2041-8213/ad55c7）。

目前表现出爆发式吸积的大质量原恒星样本较少，包括 S255IR NIRS 3、NGC 6334I MM1、G358.93-0.03 MM1 及 M17 MIR，其中 M17 MIR 是紫金山天文台基于长时间的红外数据首次独立发现的。

1993 到 2019 年的红外测光数据发现 M17 MIR 有明显地中红外光度变化。中红外光变曲线说明存在两个明显的红外光度爆发期以及在其之间的一段宁静期。此外，M17 MIR 表现出与红外光变几乎同步的 22 GHz 水脉泽光变活动。因此，M17 MIR 是首颗有重复爆发式吸积的大质量原恒星。

通过光谱能量分布拟合估算得到爆发期的物质吸积率为每年千分之一太阳质量。通过重复爆发式吸积，M17 MIR 有望成为一颗 20 个太阳质量的 O9 型恒星。

M17 MIR 的水脉泽活动预示外流活动存在的可能性。研究通过分析 ALMA 1.3 毫米波段存档数据发现 12CO （J=2-1）谱线的高速线翼部分有明显的超出，成图后发现间断式的双极分子外流。外流的极高速（EHV）部分展现出对称且准直的喷流状结构，并可以分辨出明显的精细结状结构。假定距离最近的 EHV 结构 N1-1 / S1-1 起源于 2010 年开始的爆发式吸积活动，那么可以推断喷流速度约为 421 km s-1。

研究基于这一喷流速度发现，EHV 结构 N1-2 / S1-2 的动力学年龄恰好对应于 20 世纪 90 年代发生的爆发式吸积活动，这验证了动力学年龄的合理性和准确性。其余间断式高速分子喷流的动力学年龄小于 400 年，暗示着过去 400 年发生过多次爆发式吸积活动，且每次持续时间约为几十年，与气体吸积盘的引力不稳定性以及碎裂模型相符合，这对大质量恒星起源问题的理论研究具有参考价值。

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