犬球状星团M3
人类都爱抱团,明星也不例外。
在浩瀚的星系中,恒星往往成群分布在一个很大的区域内。这些恒星彼此靠近,被引力束缚在一起。我们称它们为“星团”。据了解,人眼可见的星团包括昴宿星、蜜蜂和蜂巢。
最近,皇家天文学会月刊发表了一项研究。利用平流层红外天文台(SOFIA),研究人员发现该星团是由巨大的分子云碰撞形成的。他们认为,分子云中的磁场和湍流对星团的形成有影响,甚至可能起主导作用。
恒星自诞生以来就聚集在一起。
根据形态特征和成员星的数量,星团分为疏散星团和球状星团。球状星团是由古老恒星组成的致密星团,最多时有数百万颗恒星。疏散星团通常包含成千上万颗恒星,它们的聚集方式相对松散。
“星团里每个成员星之间的距离都比较近,但还是用光年来衡量。”中科院国家天文台研究员马军告诉科技日报记者,成员星之间的空密度远高于周围的场星。
球状星团或疏散星团的形成与分子云有关。根据麦克米伦百科全书,分子云是星际物质中低温致密物质组成的巨大星云。主要成分是分子氢,还有极少量的其他分子和尘埃。典型的分子云直径130光年,质量是太阳的50万倍,绝对温度10-20k(零下260℃-零下250℃)。银河系中有成千上万的分子云。
分子分布不均匀,有的地方密度高,有的地方密度低。"正如不同城市的人口密度不同一样."马军说,所有的恒星都诞生在分子云中。
他解释说,分子云密度较高的部分会吸引更多周围的物质成为密度更高的云核。当云核的密度足够大时,它可能会开始坍缩,导致中心的温度不断上升。当温度足够高时,它会点燃分子云中的氢,从而产生氦,发出光和热。于是,一颗发光的恒星在宇宙中诞生了。"在这个过程中,诞生在一起的恒星形成了星团."
一些研究人员还分析了分子云周围电离碳的分布和运动。有迹象表明,两种不同的分子气体以超过20,000英里/小时的速度相互碰撞。分子和电离气体的分布和速度与模拟的云碰撞一致。根据研究人员的说法,可能是分子云碰撞产生的冲击波压缩了气体,形成了一个星团。
瑞典哥德堡查默斯理工大学教授、弗吉尼亚大学教授乔纳森·谭(Jonathan Tan)说,“下一步是利用索非亚观测大量形成星团的分子云。只有这样,我们才能理解常见的云碰撞是如何促进星系中恒星的诞生的。”
星团的起源仍然是个谜。
“小分子云形成小星团,大分子云形成大星团。一般来说,小星团不会演化成大星团,但宇宙的演化非常复杂,不排除特殊情况。”马军说。
以球状星团为例,它是相对较大的分子云聚集和较高的恒星形成率的产物,可能形成于早期的恒星暴增期或后期的星系合并过程。恒星演化及其自身内部引起的或受其宿主星系控制的动力学演化会引起球状星团的质量分布、大小、数量、位置空之间、金属丰度和颜色的变化。由于巨大分子云的引力影响,疏散星团也会随着时间的推移而被摧毁。
此外,星系合并经常发生,会导致大量气体聚集,引发新的星团形成,也改变了星团演化的环境,导致星团的坍缩。
由于星团的宇宙环境非常复杂,目前天文学家仍在研究星团的形成和演化,尤其是星团中多星群的存在,给星团的研究带来了巨大的挑战。“有些观察结果与理论解释一致,而有些则不一致。所以对于星团的形成和演化还有很多不同的理论解释。”马军说。
乔纳森·谭(Jonathan Tan)说,“在观测中很难评估恒星形成模型,但通过索菲亚获得的数据确实可以测试模拟。”索菲亚的观察帮助科学家迈出了重要的一步,这些数据为支持碰撞模型提供了关键证据。
星团形成的确切机制尚未达成科学共识,解开星团形成之谜的努力意义深远。“所有的明星基本都是群生的。即使是看似孤立的场星,也是由诞生星系中的潮汐力使星团解体而形成的。”马军多次强调,星团是宇宙的一个组成部分,研究它的形成和演化对理解整个宇宙的形成和演化有非常重要的作用。