客观日本

九州大学等发现孕育恒星的“分子云”新结构,有望揭示宇宙演变之谜

2025年03月25日 海洋宇宙

九州大学的德田一起特任助教的研究团队,在产生恒星的“分子云”天体中发现了新结构。分子云一般呈现细长的“纤维状结构”,而此次研究团队发现了形状崩塌并扩散的分子云。据估计这是因为分子云随着时间的推移而形状崩塌,从而样貌发生了改变。这一发现为揭示宇宙的演变提供了重要线索。

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ALMA望远镜拍摄到的小麦哲伦星系中的分子云。左侧为纤维状结构的分子云;右侧为扩散形状的分子云(供图:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)、德田一起特任助教)

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ALMA望远镜拍摄到的小麦哲伦星系中的分子云一览。黄色框内为纤维状结构,蓝色框内为扩散形状(供图:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)、ESA/Herschel、德田一起特任助教)

分子云是宇宙空间中以氢分子为主要成分的气体和尘埃聚集而成的天体。在其中,物质之间相互吸引,当密度达到一定程度以上时,就会诞生出恒星的雏形“原恒星”。

研究团队利用位于南美智利的ALMA望远镜,观测了距离地球约20万光年的星系“小麦哲伦星系”中的分子云。小麦哲伦星系中比氢和氦更重的元素(重元素)较少,被认为与100亿年前的环境相近。研究团队重点关注了17个质量超过太阳20倍的正在孕育原恒星的区域内的分子云,并对相关数据进行了分析。

结果显示,约六成的分子云呈现出宽度约为0.3光年的纤维状结构。而其余的四成则呈现出扩散的形状。通过分析各分子云的温度和气体运动的差异等,研究人员推测,扩散形状的分子云是由纤维状结构经过约10万年的时间逐渐崩塌形成的。

人们认为太阳等恒星是由具有纤维状结构的分子云分裂形成的。此次发现表明,在重元素较少的早期宇宙中,纤维状结构更容易崩塌,导致像太阳这样的恒星更难形成。

德田特任助教表示:“我们希望通过与银河系等重元素含量较高的分子云的观测结果进行比较,从而进一步加深对恒星诞生场所形成机制的理解。”相关研究成果已发表在美国科学期刊《The Astrophysical Journal》上。

原文:《日本经济新闻》电子版、2025/3/1
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:The Astrophysical Journal
论文:ALMA 0.1 pc View of Molecular Clouds Associated with High-Mass Protostellar Systems in the Small Magellanic Cloud: Are Low-Metallicity Clouds Filamentary or Not?
DOI:10.3847/1538-4357/ada5f8