
近日,美國卡耐基天文臺進行的迄今為止對巨型分子云(GMCs)最詳細的模擬表明,人類可能需要重新思考恒星如何在這些巨大的宇宙天體中形成。相關研究結果發表于預印本網站arXiv。
GMCs,有時被稱為恒星搖籃,主要包含氫分子。它們的質量至少是太陽的1萬倍,直徑約為15至650光年。當分子云中的氫分子聚集成的團塊達到一定密度時,就會形成恒星。
雖然科學家已經知道了恒星形成的基本過程,但其中仍有許多未知之處。卡耐基天文臺Mike Grudic團隊通過最先進的巨型分子云模擬,試圖解開這些謎團。
在STARFORGE項目的研究基礎上,Grudic團隊首次開發了GMC模擬,該模擬包含了所有主要的物理反饋機制,如星風、磁場和引力。模擬從一個初始質量是太陽2萬倍、直徑為65光年的“云”開始。
隨著模擬的不斷推進,更亮、更大質量的恒星形成了,這些恒星會發出輻射和星風,橫掃GMC。該團隊模擬運行了大約900萬年,在分子云形成的第一批恒星中的一顆發生超新星爆炸后不久,該模擬結束。在這段時間里,大約有1000顆恒星形成。
“我們發現恒星可能需要很長時間才能形成。”Grudic說。
研究小組發現,對于質量比太陽大10倍以上的大質量恒星來說,它們的形成可能需要300萬年,大質量恒星的形成平均需約100萬年,這比通常所認為的時間要高一個數量級。
Grudic希望這個模擬能夠更詳細地揭示恒星的演化過程。例如,這個模型可以從時間上回溯一顆恒星的形成,看看它最初來自哪里。研究人員表示,通過調整約束條件,他們還可以繪制一個更精確的圖像,說明哪些物理機制在恒星形成中最重要。
“恒星的形成是復雜的。”Grudic指出,是許多不同過程共同作用的結果,因此必須把所有不同過程拼合在一起,才能得到一個更加真實的結果。”(辛雨)

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