天文学家首次观测到银河系外恒星的物质旋转圆盘

这幅艺术家印象图展示的是位于大麦哲伦星云中的 HH 1177 系统，它是我们银河系的一个邻近星系。在中心发光的年轻而巨大的恒星天体正在从尘埃盘中收集物质，同时也在以强大的喷流排出物质。一个天文学家小组利用欧洲南方天文台（ESO）的合作伙伴--阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA），通过观察圆盘的旋转，找到了圆盘存在的证据。这是首次在其他星系中发现围绕年轻恒星的圆盘--这种圆盘与我们银河系中形成行星的圆盘类型相同。图片来源：ESO/M. 科恩梅瑟

莱特说："这有力地证明，比太阳大几倍的高质恒星的形成方式与低质恒星相同，这一直是个没有被证实的问题。"

这颗圆盘状恒星位于银河系的一个邻近星系--大麦哲伦云中，它的首次发现要归功于一个原恒星喷流--这是恒星形成过程中的一个标志性特征。

利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）和阿塔卡马大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）（ESO 是该阵列的合作伙伴）的综合能力，我们观测到了另一个星系中一颗年轻大质量恒星周围的圆盘。左图是 VLT 上的多单元光谱探测器（MUSE）的观测结果，显示了母云 LHA 120-N 180B，在该云中首次观测到了这个被命名为 HH 1177 的系统。中间的图像显示了伴随它的喷流。喷流的上半部分略微朝向我们，因此产生了蓝移；下半部分从我们身边退去，因此产生了红移。随后，ALMA 的观测结果（右图）显示了恒星周围的旋转圆盘，同样地，圆盘的两侧也在向我们移动和远离我们。资料来源：ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.

"当恒星形成时，周围的物质云会坍缩，形成一个圆盘，"莱特说。"圆盘将物质输送到恒星上，恒星会将其中大约 1-10% 的物质抛入这些大的双极喷流中。这些喷流可能相当大，所以很容易被发现。因为它们是作为吸积过程的一部分喷射出来的，所以喷流也是一种历史记录，可以告诉你恒星是如何组合在一起的。"

欧洲南方天文台甚大望远镜上的多单元光谱探测器首次发现了喷流。

这张马赛克照片的中心显示的是大麦哲伦云中年轻恒星系统 HH 1177 的真实图像，大麦哲伦云是银河系的邻近星系。这幅图像是利用欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）上的多单元光谱探测器（MUSE）获得的，显示了从恒星喷射出的喷流。随后，研究人员使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）（ESO 是该阵列的合作伙伴）找到了这颗年轻恒星周围有一个圆盘的证据。右图为该系统的艺术家印象图，展示了喷流和圆盘。资料来源：ESO/A. McLeod et al./M. Kornmesser

莱特说："我们看到喷流后，接下来自然会说，这些喷流一定来自一个圆盘--那颗恒星周围一定有一个圆盘。像太阳这样的低质量恒星--寿命大约为100亿年--在其形成过程中只有300万到1000万年的时间会出现圆盘。"

Megan Reiter 是莱斯大学物理和天文学助理教授。图片来源：Brandon Martin/莱斯大学

为了验证这一假设，研究小组利用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）收集了这颗新生恒星及其周围环境的数据。

欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜上的多单元分光探测器（MUSE）捕捉到了大麦哲伦云（LMC）中这一耀眼的新形成恒星区域。由于大麦哲伦云中的尘埃相对较少，加上 MUSE 的敏锐视力，该区域的复杂细节得以在可见光下被发现。图片来源：ESO, A McLeod 等人

此外，至少在银河系中，围绕高质恒星旋转的星尘往往会遮住它们周围的景象，因此很难观测到圆盘的形成。值得庆幸的是，大麦哲伦云的能见度要好得多，因为那里的恒星形成物质有所不同。

莱特说："可以说，在这个邻近的星系中发现圆盘比在我们自己的星系中发现圆盘更令人兴奋，因为那里的条件更接近我们认为的宇宙早期的情况。这就像我们获得了一扇窗户，可以看到恒星在宇宙演化早期是如何形成的"。

本图显示了位于山案座的 HII 区域 LHA 120-N 180B 的位置。山案座是唯一一个以地球上的地理特征命名的星座--它是由法国天文学家尼古拉斯-路易-德-拉凯尔（Nicolas-Louis de Lacaille）以南非好望角的山命名的。这张地图包含了在良好条件下肉眼可见的大部分恒星，并标出了本图所示的天空区域。图片来源：ESO、IAU 和 Sky & Telescope

该研究的第一作者、英国杜伦大学副教授安娜-麦克劳德（Anna McLeod）说，当看到ALMA数据中旋转结构的证据时，她和她的团队几乎不敢相信他们探测到了第一个河外吸积盘。

"这是一个特殊的时刻，"McLeod 说。"我们知道圆盘对于银河系中恒星和行星的形成至关重要，而这是我们第一次在另一个星系中看到这方面的直接证据。"

编译来源：ScitechDaily