科學家通過恒星反饋和SOFIA發現:RCW120星云比以前認為的要年輕得多
據外媒報道,在距離地球約4300光年的南部天空,有一朵巨大的氣體和塵埃組成的發光云--RCW120。這種云被稱為發射星云,由電離氣體形成,并發出不同波長的光。由西弗吉尼亞大學研...
據外媒報道,在距離地球約4300光年的南部天空,有一朵巨大的氣體和塵埃組成的發光云--RCW120。這種云被稱為發射星云,由電離氣體形成,并發出不同波長的光。由西弗吉尼亞大學研究人員領導的一個國際團隊研究了RCW 120,以分析恒星反饋的影響,恒星將能量注入環境的過程。他們的觀測結果顯示,恒星風導致該區域迅速膨脹,這使他們能夠預估該區域的年齡。這些發現表明,RCW 120的年齡肯定小于15萬年,對于這樣一個星云來說,這是非常年輕的。
距離RCW120中心約7光年的地方是云的邊界,那里有大量的恒星正在形成。這些恒星是如何形成的呢?要回答這個問題,研究人員需要深入挖掘星云的起源。RCW 120的中心有一顆年輕的大質量恒星,它能產生強大的恒星風。這顆恒星的恒星風與我們太陽的恒星風很相似,它們將物質從表面拋向太空。這種恒星風沖擊并壓縮了周圍的氣體云。
進入到星云中的能量引發了云層中新恒星的形成,這個過程被稱為 "正反饋",因為巨大的中心恒星的存在對未來恒星的形成有積極的影響。該團隊由西弗吉尼亞大學博士后研究員Matteo Luisi組成,利用紅外天文學平流層天文臺(SOFIA)研究大質量恒星與環境的相互作用。
SOFIA是一個空中天文臺,由一架經過改裝的波音747SP飛機攜帶的8.8英尺(2.7米)望遠鏡組成。SOFIA的觀測范圍是電磁波譜中的紅外線,這剛好超出了人類所能看到的范圍。對于地面上的觀測者來說,大氣層中的水蒸氣阻擋了紅外天文學家有興趣測量的大部分太空光。然而,它的巡航高度為7英里(13公里),使SOFIA處于大多數水汽之上,使研究人員能夠以一種在地面上無法實現的方式研究恒星形成區域。
一夜之間,飛行中的觀測站可以觀測到天體磁場、恒星形成區域(如RCW 120)、彗星和星云。得益于2015年安裝的新型upGREAT接收器,機載望遠鏡可以對大面積的天空進行比以往更精確的測繪。對RCW 120的觀測是SOFIA FEEDBACK調查的一部分,該調查是由科隆大學的研究人員Nicola Schneider和馬里蘭大學的Alexander Tielens領導的一項國際努力,該調查利用upGREAT觀測眾多的恒星形成區域。
研究團隊選擇用SOFIA觀測光譜[CII]線,該線由恒星形成區域中的彌漫電離碳發出。"[CII]線可能是小尺度反饋的最佳追蹤器,而且--與紅外圖像不同--它為我們提供了速度信息,這意味著我們可以測量氣體是如何移動的。事實上,我們現在可以用upGREAT在天空中的大區域輕松觀測[CII],這使得SOFIA成為一個真正強大的儀器,可以比以前更詳細地探索恒星反饋,"Matteo說。
研究小組利用SOFIA的[CII]觀測結果發現,RCW 120正以33,000英里/小時(15公里/秒)的速度膨脹,這對星云來說是難以置信的速度。從這個膨脹速度來看,研究小組能夠對云層進行年齡限制,發現RCW 120比之前認為的要年輕得多。通過年齡估計,他們能夠推斷出星云邊界的恒星形成在中心恒星形成后啟動的時間。這些發現表明,正反饋過程發生在非常短的時間尺度上,并指出這些機制可能是宇宙早期階段發生的高恒星形成率的原因。
展望未來,該團隊希望將這種類型的分析擴展到更多恒星形成區域的研究中。Matteo說:"我們通過FEEDBACK調查研究的其他區域處于不同的演化階段,有著不同的形態,有的區域內有許多高質量恒星,而RCW 120中只有一顆。然后,我們可以利用這些信息來確定什么過程主要驅動觸發恒星的形成,以及各種類型的恒星形成區域之間的反饋過程有何不同。"
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