74個星系10萬個恆星孵化雲團告訴我們宇宙中的恆星是如何產生的_風聞

宇宙中的星系從外觀看大小各異、形態多樣，然而它們最顯著的差異是：它們在何處、如何生成新恆星的。為了更清晰的瞭解這種差異，以及恆星出生與星系環境之間的複雜關係，阿塔卡馬大型射電觀測陣列（ALMA）正在對螺旋星系的星系盤進行細緻的觀測，以研究它們的恆星孵化雲團。

ALMA進行的這個新項目所瞄準的目標非常廣泛，項目名稱為PHANGS-ALMA（臨近星系高分辨率觀測），通過對數量驚人的（數十萬個）恆星孵化場的觀測，對其中的恆星進行統計與分析。這是一次龐大且精度極高的觀測活動，作為觀測目標的恆星孵化場分佈在74個臨近星系中。

該項目已經積累了750小時的觀測資料，收穫了一些成果，已經讓天文學家更清楚地瞭解到恆星形成過程與星系環境之間的關係。

圖片來源*：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NRAO/AUI/NSF, B. Saxton

有些星系正在爆發式的生產新恆星，而另一些星系則早就耗盡了用於生產恆星的原料。星系的這種差異很大程度上可能是由它們各自的恆星苗圃*的表現決定的。過去曾利用射電觀測瞭解過一些恆星孵化場的運作模式，然而那時候的射電望遠鏡靈敏度不夠高，嚴重限制了進行更深入研究的能力。

最近幾十年來，天文學家推測，不同大小的旋渦狀星系將氫轉化為新恆星的方式具有很大差異。有人推測較大的也通常較舊的星系，在恆星出產方面不如較小的星系那麼高效，但在過去通過觀測去證實這個想法很困難。ALMA首次允許天文學家進行必要的普查，以確定星系的尺度特徵（規模、活動方式等）如何影響星系中具體分子云團的恆星生產週期。這些分子云團範圍只有大約幾十到幾百光年，就整個星系的規模來説它們非常小，特別是從數百萬光年以外的地方看它們時。

恆星形成過程有一些因素與星際介質有關，恆星之間充滿了這種能量與質量。恆星託兒所內和周圍環境存在一種持續的循環反饋。雲團中一部分密度較高氣體在引力作用下形成恆星，並且破壞了星際介質。將早期觀測數據與新的數據中新恆星的位置進行比較後發現，新恆星很快就會破壞哺育出它們的分子云，現在研究者正在瞭解這種機制在不同類型的星系中發揮何種作用，這可能是影響恆星出產效率的關鍵因素。

歐南台的甚大望遠鏡也在配合觀測，對ALMA觀測的前19個星系進行光學成像。同樣在哈勃望遠鏡上也對其中的38個星系進行了觀測，以尋找最年輕的星團。這三個設備通過探測冷分子氣體雲的運動及其電離氣體區的位置（恆星已經在這裏形成）和星系的全體恆星，獲得了這些星系如何、何地生產恆星的詳細情況。

通過觀察每個星系裏不同狀態的恆星孵化場，組合出這個機制的完整演化週期，能夠描繪出跨越星系的恆星演化過程。

我們沒有能力長時間連續觀察宇宙的變化，但我們可以通過觀察不同大小和年齡的星系中成千上萬正在孵化恆星的分子云團，去推斷星系演化的進程，這就是PHANGS-ALMA項目的真正價值。

目前為止，PHANGS-ALMA已經在臨近的宇宙中觀測了大約十萬個類似獵户座分子云團的目標，預計該項目最終將觀測到約30萬個這樣的雲團。

注1：本文中的恆星孵化場、恆星託兒所、恆星苗圃以及恆星孵化雲團為同義詞。

注2：依ESO版權聲明，ESO面向公眾發佈的圖像、視頻等資料歸於人類共享，按CCBY4.0共享協議，可在署名來源的情況下自由使用。

編譯：酆都御史