科学家观察天鹅座X区域高速恒星形成

[CII]和[CII]整个观测区域的CO2排放的位置-速度切割的三维等值面绘制。x轴和y轴是相对于中心地图位置的偏移量，单位为arcminz轴是速度，单位为km S1。两种示踪剂的发射开始于5σ水平。明亮的恒星形成云DR21和其他致密的分子云嵌入了一个只有在[CII](深蓝色)才能看到的大尺度云结构中。Credit: Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01901-5

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by Gabriele Meseg-Rutzen, University of Cologne）：天鹅座X区域的气体云是恒星形成的区域，由分子氢(H2)的致密核心和原子外壳组成。这些云群动态地相互作用，以便快速形成新的恒星。这是由科隆大学天体物理研究所和马里兰大学的科学家领导的一个国际小组进行观察的结果。

到目前为止，还不清楚这一过程究竟是如何展开的。天鹅座X区域是一个巨大的发光气体和尘埃云，距离地球大约5000光年。利用对电离碳(CII)谱线的观察，科学家们表明，这些云已经在那里形成了几百万年，按照天文学标准，这是一个快速的过程。这项名为“电离碳作为星际云聚集的示踪剂”的研究结果将发表在下一期《自然天文学》杂志上。

这些观测是在科隆大学的Nicola Schneider博士和马里兰大学的Alexander Tielens教授领导的一个国际项目中进行的，作为SOFIA飞行天文台(平流层红外天文观测台)上反馈计划的一部分。新的发现改变了以前的看法，即恒星形成的这一特定过程是准静态的，相当缓慢。现在观察到的动态形成过程也可以解释特大质量恒星的形成。

通过比较电离碳、分子一氧化碳和原子氢的分布，研究小组发现星际气体云的外壳由氢构成，并以高达每秒二十公里的速度相互碰撞。

“这种高速将气体压缩到更密集的分子区域，在那里形成新的、主要是大质量的恒星。施耐德博士说:“我们需要CII观测来探测这种‘黑暗’气体。观测首次显示了来自云层外围的微弱的CII辐射，这在以前是无法观测到的。只有索非亚和它灵敏的仪器能够探测到这种辐射。

索菲亚由美国宇航局和德国航空航天中心(DLR)运营，直到2022年9月。该天文台由一架改装的波音747飞机组成，内置2.7米望远镜。该项目由德国索非亚研究所和大学空间研究协会(USRA)协调。索菲亚从平流层(13公里以上)观测天空，覆盖了电磁波谱的红外区域，刚好超出人类所能看到的范围。

因此，波音飞机在地球大气层中的大部分水蒸气上方飞行，否则水蒸气会阻挡红外光。这使得科学家们能够观察到地球上无法观察到的波长范围。对于当前的结果，该团队使用了波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所和科隆大学于2015年在索非亚安装的upGREAT接收器。

尽管SOFIA已经不再运行，但迄今为止收集的数据对于基础天文学研究来说是必不可少的，因为不再有一种仪器能够在这个波长范围(通常为60至200微米)内广泛绘制天空地图。

现在活跃的詹姆斯·韦伯太空望远镜在较短波长的红外线中进行观察，并聚焦于空间上的小区域。因此，对SOFIA收集的数据的分析正在进行，并继续提供重要的见解——也是关于其他恒星形成区域的。“在反馈源列表中，还有处于不同演化阶段的其他气体云，我们现在正在这些气体云的边缘寻找微弱的CII辐射，以检测与天鹅座X区域类似的相互作用，”施耐德博士说。