近日，美國(guó)卡耐基天文臺(tái)進(jìn)行的迄今為止對(duì)巨型分子云(GMCs)最詳細(xì)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(guān)研究結(jié)果發(fā)表于預(yù)印本網(wǎng)站arXiv。
GMCs，有時(shí)被稱為恒星搖籃，主要包含氫分子。它們的質(zhì)量至少是太陽(yáng)的1萬(wàn)倍，直徑約為15至650光年。當(dāng)分子云中的氫分子聚集成的團(tuán)塊達(dá)到一定密度時(shí)，就會(huì)形成恒星。
雖然科學(xué)家已經(jīng)知道了恒星形成的基本過(guò)程，但其中仍有許多未知之處。卡耐基天文臺(tái)Mike Grudic團(tuán)隊(duì)通過(guò)最先進(jìn)的巨型分子云模擬，試圖解開這些謎團(tuán)。
在STARFORGE項(xiàng)目的研究基礎(chǔ)上，Grudic團(tuán)隊(duì)首次開發(fā)了GMC模擬，該模擬包含了所有主要的物理反饋機(jī)制，如星風(fēng)、磁場(chǎng)和引力。模擬從一個(gè)初始質(zhì)量是太陽(yáng)2萬(wàn)倍、直徑為65光年的“云”開始。
隨著模擬的不斷推進(jìn)，更亮、更大質(zhì)量的恒星形成了，這些恒星會(huì)發(fā)出輻射和星風(fēng)，橫掃GMC。該團(tuán)隊(duì)模擬運(yùn)行了大約900萬(wàn)年，在分子云形成的第一批恒星中的一顆發(fā)生超新星爆炸后不久，該模擬結(jié)束。在這段時(shí)間里，大約有1000顆恒星形成。
“我們發(fā)現(xiàn)恒星可能需要很長(zhǎng)時(shí)間才能形成。”Grudic說(shuō)。
研究小組發(fā)現(xiàn)，對(duì)于質(zhì)量比太陽(yáng)大10倍以上的大質(zhì)量恒星來(lái)說(shuō)，它們的形成可能需要300萬(wàn)年，大質(zhì)量恒星的形成平均需約100萬(wàn)年，這比通常所認(rèn)為的時(shí)間要高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
Grudic希望這個(gè)模擬能夠更詳細(xì)地揭示恒星的演化過(guò)程。例如，這個(gè)模型可以從時(shí)間上回溯一顆恒星的形成，看看它最初來(lái)自哪里。研究人員表示，通過(guò)調(diào)整約束條件，他們還可以繪制一個(gè)更精確的圖像，說(shuō)明哪些物理機(jī)制在恒星形成中最重要。
“恒星的形成是復(fù)雜的。”Grudic指出，是許多不同過(guò)程共同作用的結(jié)果，因此必須把所有不同過(guò)程拼合在一起，才能得到一個(gè)更加真實(shí)的結(jié)果。”(辛雨)
關(guān)鍵詞： 巨型分子云 恒星誕生 GMCs 卡耐基天文臺(tái)
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