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哈佛天文学家估计大质量恒星形成区域的寿命

时间:2021-10-22 09:55:09 来源:

具有恒星形成核心(红色)和无恒星团块(黑暗区域)的区域的图像。红色数据来自Herschel 70微米图像,绿色和蓝色来自Spitzer IRAC图像,分别为8和4.5微米。

哈佛-史密森天体物理学中心的一组天文学家将红外数据的统计研究与亚毫米级图像相结合,以估计大质量恒星形成区域的典型年龄。

科学家可以粗略估计出一颗新恒星形成所需的时间:这是气体云中的物质以自由落体坍塌所需的时间,由质量,云的大小和引力决定。尽管是近似的,但这种快速,动态的恒星形成的情况与许多观测结果一致,尤其是对于新物质可能会沿着细丝流入云层以维持稳定活动的辐射源。但是,这种简单的情况可能不适用于具有星团和高质量恒星的最大系统。压力,湍流或其他使其减慢的活动可能会阻止此过程,而不是迅速崩溃。

哈佛天文学家卡拉·巴特斯比(Cara Battersby)和两位同事研究了高质量恒星形成区的形成,早期演化,寿命以及在稠密分子区域的最早演化阶段。这些团块的气体密度高达每立方厘米一千万个分子(比气体云中的气体密度高出数万倍)。与这种气体相关的灰尘阻挡了外部星光,使材料非常冷,仅比绝对零高几十度。识别这些团块的常用方法是使用亚毫米望远镜拍摄天空图像。然后,自动算法可以处理图像以识别和表征冷块。问题在于,即使是静止的团块,也可能包含活动的子区域,而这些子区域在用于组装这些区域目录的亚毫米望远镜的相对较差的空间分辨率下无法发现。

天文学家不是依靠整个团块的亚毫米图像,而是检查每个团块图像中多个独立像素的每一个,并将结果与​​来自红外和远红外的数据进行比较。这些红外图像对较热的材料进行采样,包括来自较小的嵌入式源的材料,这些材料在较大的图像中可能已经被压倒了。红外信号指示团块中存在恒星形成活动,并且还表征了尘埃温度(当存在此类活动时,尘埃温度略高)。作者将时间框架固定在恒星形成区中存在的称为甲醇激射器的源上,该源持续了约35,000年。在许多稠密的团块中都可以看到这些激石,对其属性的合理估计会限制它们所在团块的年龄。然后,来自所有亚毫米波和红外团块的统计信息提供了团块寿命的典型值的估计值。天文学家发现,没有任何嵌入恒星的团块的寿命大约为0.2到170万年,而有恒星的团块的寿命只有大约一半。在恒星形成的情况下,时间跨度大约为0.4 – 2.4次自由落体时间,与这些模型非常吻合。结果还表明,大多数高密度气体是在缺少高质量恒星的团块中发现的(但是,可能存在小的低质量恒星)。

学习:高质量恒星形成区的相寿命


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