作者:霍莉·莱格莱特,西弗吉尼亚大学 RCW 120的多色斯皮策图像,显示热尘埃(红色)、热气体(绿色)和恒星发射(蓝色)
等高线显示了用SOFIA观测到的电离碳的光谱[CII]线,这表明该区域向我们(蓝色等高线)和远离我们(红色等高线)的方向快速扩张
黄星给出了中央大质量恒星在RCW 120中的位置
学分:西弗吉尼亚大学马特奥·路易斯 在距离地球约4300光年的南部天空中,坐落着RCW 120,这是一个巨大的发光气体和尘埃云
这种云被称为发射星云,由电离气体组成,发射各种波长的光
由西弗吉尼亚大学研究人员领导的一个国际小组研究了RCW 120,以分析恒星反馈的影响,恒星将能量注入其环境的过程
他们的观察表明,恒星风导致该地区迅速扩张,这使他们能够限制该地区的年龄
这些发现表明RCW 120的年龄一定小于150,000岁,这对这样的星云来说是非常年轻的
距离RCW 120中心大约7光年的地方是云的边界,那里正在形成大量的恒星
这些恒星都是如何形成的?为了回答这个问题,我们需要深入探究星云的起源
RCW 120在其中心有一颗年轻的大质量恒星,它产生强大的恒星风
这颗恒星的星风很像我们太阳的星风,它们将物质从表面抛向太空
这种恒星风冲击并压缩周围的气体云
输入星云的能量触发了云中新恒星的形成,这一过程被称为“正反馈”,因为大质量中心恒星的存在对未来恒星的形成有积极的影响
这个由WVU博士后研究员马特奥·路易斯组成的团队使用索非亚(平流层红外天文观测站)来研究大质量恒星与其环境的相互作用
索非亚是一个空中天文台,由一个8
8英尺(2
7米)望远镜,由一架改装的波音747飞机携带
索非亚在电磁波谱的红外区进行观察,这超出了人类所能看到的范围
对于地面上的观测者来说,大气中的水蒸气阻挡了红外天文学家感兴趣测量的大部分来自太空的光线
然而,其7英里(13公里)的巡航高度使索非亚高于大部分水蒸气,使研究人员能够以一种从地面不可能的方式研究恒星形成区域
一夜之间,飞行中的天文台观测到了天体磁场、恒星形成区(如RCW 120)、彗星和星云
多亏了2015年安装的新upGREAT接收器,机载望远镜可以比以往任何时候都更精确地绘制大面积的天空地图。
RCW 120的观测是SOFIA反馈调查的一部分,SOFIA反馈调查是由科隆大学的尼古拉·施耐德和马里兰大学的亚历山大·蒂伦斯领导的一项国际研究,利用upGREAT观测许多恒星形成区域。
研究小组选择用SOFIA观测光谱[CII]线,它是由恒星形成区的扩散电离碳发出的
“[CII]线可能是小尺度反馈的最佳跟踪器,而且——不像红外图像——它给我们速度信息,这意味着我们可以测量气体如何运动
事实上,我们现在可以用超大型望远镜轻松地观察(CII)天空中的大片区域,这使得索非亚成为一个非常强大的工具,可以比以前更详细地探索恒星反馈,”马特奥说
利用他们在索非亚的[CII]观测,研究小组发现RCW 120正在以每小时33,000英里(15公里/秒)的速度膨胀,这对一个星云来说是非常快的
从这种扩展速度来看,该团队能够对云设置年龄限制,并发现RCW 120比以前认为的要年轻得多
通过年龄估计,他们能够推断出在中心恒星形成后,星云边界恒星形成的时间
这些发现表明,正反馈过程发生在非常短的时间尺度上,并指出这些机制可能是宇宙早期发生的高恒星形成率的原因
展望未来,该团队希望将这种类型的分析扩展到更多恒星形成区域的研究
马特奥说,“我们在反馈调查中看到的其他区域处于不同的进化阶段,有不同的形态,有些区域有许多高质量的恒星,而在RCW 120中只有一个
然后,我们可以利用这些信息来确定是什么过程主要驱动触发的恒星形成,以及不同类型的恒星形成区域之间的反馈过程有何不同
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