天文學(xué)家使用NRO的45米射電觀測望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，高密度氣體(恒星的物質(zhì))只占銀河系中氣體總質(zhì)量的3%，這一結(jié)果為理解恒星出乎意料的低產(chǎn)量提供了關(guān)鍵信息。恒星誕生于氣體云中，高密度氣團(tuán)形成于擴(kuò)展的低密度氣體云中，恒星形成于高密度氣體云中演化的高密度氣芯中。

然而，對(duì)遙遠(yuǎn)星系的觀測發(fā)現(xiàn)恒星數(shù)量是低密度氣體總量預(yù)期產(chǎn)量的1000倍。為了解釋這種差異，需要同時(shí)檢測高密度和低密度氣體的觀測資料。

這些觀測資料具有高空間分辨率和大區(qū)域覆蓋。然而，這種觀測是困難的，因?yàn)楦呙芏葰怏w結(jié)構(gòu)比低密度氣體結(jié)構(gòu)小幾十倍。FUGIN利用NRO 45米望遠(yuǎn)鏡和多波束接收器FOREST進(jìn)行的銀河系勘測項(xiàng)目克服了這些困難。NAOJ的項(xiàng)目助理教授Kazufumi Torii和團(tuán)隊(duì)分析了FUGIN項(xiàng)目獲得的大數(shù)據(jù)。并測量了沿銀河系2萬光年范圍內(nèi)低密度和高密度氣體的精確質(zhì)量，首次發(fā)現(xiàn)高密度氣體只占總氣體的3%。這些結(jié)果表明，在低密度氣體云中高密度氣體的產(chǎn)生率很小，只創(chuàng)造了少數(shù)形成恒星的機(jī)會(huì)。

研究小組將繼續(xù)研究FUGIN數(shù)據(jù)，以研究高密度氣體形成效率低下的原因。這些研究，用Nobeyama 45 m望遠(yuǎn)鏡(FUGIN)進(jìn)行森林無偏星系平面成像測量。對(duì)鄰近星系分子云的觀測表明，分子云中的致密氣體對(duì)恒星形成具有準(zhǔn)普遍性，對(duì)星系外星系的觀測研究表明，恒星形成速率(SFR)與分子氣體表面密度之間存在著銀河尺度的相關(guān)性。為了對(duì)這兩種性質(zhì)有一個(gè)全面的了解，量化分子云(fDG)中致密氣體的分?jǐn)?shù)質(zhì)量非常重要。特別是對(duì)于銀河系(MW)，以前沒有研究在幾個(gè)kpc的尺度上解析量化分子云盤。

本研究利用Nobeyama 45 m望遠(yuǎn)鏡(FUGIN)項(xiàng)目進(jìn)行無偏銀河面成像測量(FOREST un偏銀河面成像測量)中獲得l = 10°-50°的CO J = 1-0數(shù)據(jù)，在MW第一象限對(duì)量化分子云進(jìn)行了5kpc以上的測量?？偡肿淤|(zhì)量采用12CO測量，致密氣體質(zhì)量采用C18O估算。測量包括量化分子云在內(nèi)的分?jǐn)?shù)質(zhì)量在距星系旋轉(zhuǎn)切向點(diǎn)(如銀條、遠(yuǎn)- 3kpc臂、Norma臂、Scutum臂、人馬座臂、臂間區(qū)域)距離±30%范圍內(nèi)的區(qū)域。

結(jié)果，整個(gè)目標(biāo)區(qū)域的平均fDG為|$2.9^{+2.6}_{-2.6}$|%。這個(gè)低數(shù)值表明，致密氣體的形成是星系中恒星形成率低下的主要因素。研究還發(fā)現(xiàn)，量化分子云隨MW盤結(jié)構(gòu)的不同表現(xiàn)出較大變化。在星系臂中，量化分子云估計(jì)約為4%-5%，而在棒狀和臂間區(qū)域，量化分子云的大小約為0.1%-0.4%。這些結(jié)果表明，不同區(qū)域致密氣體的形成/破壞過程及其時(shí)間尺度不同，導(dǎo)致恒星形成率的差異。

博科園｜研究/來自：日本國家天文臺(tái)

參考期刊《日本天文學(xué)會(huì)出版物》

DOI: 10.1093/pasj/psz033

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