大块头恒星“进食”也需要吸积盘作为“餐盘”

在恒星诞生之初，大块头的恒星是怎么“进食”的？它们是否也有吸积盘作为“餐盘”？这些问题一直没有明确的答案。

利用阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）的高分辨率观测数据，中外天文学家在银河系中心方向发现了一个被周围天体近距离掠过，从而产生旋臂结构的大质量新生恒星吸积盘。相关研究成果日前发表于《自然·天文》杂志。

吸积盘给恒星“宝宝”输送养分

在恒星形成过程中，环绕着新生恒星的周围会产生吸积盘。这个吸积盘，也被称为原恒星盘，是恒星形成过程中的关键一环。新生恒星通过吸积盘持续地从环境中聚集气体，逐渐长大。因此，吸积盘是名副其实的“餐盘”，把发育所需的养分不断地传送给恒星“宝宝”。

对于类似太阳的小质量恒星的吸积盘，天文学家已研究了数十年，其观测和理论结果都较为丰富。然而，对于更大质量的恒星，尤其是30倍太阳质量以上的早型O型星，目前尚不清楚其形成过程中是否也存在吸积盘。

“这些更大质量的早期恒星远比太阳明亮，光度可达太阳的数十万倍，可剧烈影响整个星系的环境。理解这些大质量恒星的形成过程具有十分重要的意义。”中国科学院上海天文台副研究员吕行说。

银河系的中心距离地球约2.6万光年，是一个独特而重要的恒星形成区域。这里有超大质量黑洞，也有数千万倍太阳质量的恒星形成原材料——稠密的氢分子气体。

借助ALMA，研究人员在银河系中心附近区域发现了一个直径相当于4000倍地球到太阳距离的吸积盘，该吸积盘正围绕着一颗32倍太阳质量的早型O型星轉动。

吕行说，这项发现表明，大质量恒星形成过程中确实有吸积盘的参与，而且该结论在银河系中心这样的特殊环境下依然成立。

旋臂结构或是天体“造访”遗迹

通常，吸积盘应当是一个对称的圆盘。然而，出乎意料的是，新发现的这个吸积盘里有一对明显的旋臂结构。如果吸积盘自身不稳定，是有可能在引力作用下主动碎裂成这种旋臂结构的。但是吕行所带领的团队发现，这个吸积盘处在一个很稳定的状态，不会轻易碎裂。

因此，研究人员认为存在另一个可能的解释，即旋臂是受到外部扰动产生的。在这个吸积盘附近，他们恰好发现了一个3倍太阳质量的天体，它可能就是外部扰动的来源。

为了验证这一猜想，研究团队首先利用解析计算，检查了这个天体几十种可能的历史轨迹，发现只有在一种轨迹下，它才有可能扰动吸积盘。随后，研究人员利用上海天文台的高性能超级计算机平台，通过数值模拟追踪了这一轨迹，重现了这个天体在一万多年前掠过吸积盘，并在吸积盘中搅出旋臂结构的完整过程。研究人员据此确认，这个吸积盘中的旋臂很可能是周围天体“造访”过程中留下的遗迹。

吕行说：“我们已经提交了新的ALMA观测申请，希望把分辨率再提高3倍，达到望远镜的极限，以期看清这个吸积盘里隐藏的细节。”