天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一顆巨大的原恒星仍然在變得更大，盡管它將大量的熱氣羽流推離自己。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于解開(kāi)關(guān)于大質(zhì)量恒星，是如何變得如此巨大的一個(gè)持久謎團(tuán)。

年輕原恒星通過(guò)從周?chē)D(zhuǎn)的致密氣體和塵埃盤(pán)中收集物質(zhì)來(lái)增加質(zhì)量。但是，一旦原恒星增長(zhǎng)超過(guò)一定的大小，進(jìn)一步的吸積就會(huì)受到發(fā)出的光阻礙。

當(dāng)紫外光從周?chē)鷪A盤(pán)中的原子中剝離電子，產(chǎn)生從恒星蒸發(fā)的熱電離等離子體時(shí)：可能會(huì)發(fā)生這種情況，這一過(guò)程被稱為光蒸發(fā)外流。理論計(jì)算表明，這一因素和相關(guān)因素太弱，無(wú)法阻止吸積。

但沒(méi)有足夠的觀測(cè)證據(jù)來(lái)支持這一觀點(diǎn)，尤其是因?yàn)槌筚|(zhì)量的原恒星非常罕見(jiàn)，而且距離地球非常遠(yuǎn)。天文學(xué)家利用智利ALMA射電天文臺(tái)和新墨西哥州VLA射電天文臺(tái)研究了一顆被稱為G45.47+0.05的原恒星。

尋找當(dāng)電子落在氫原子的兩個(gè)能級(jí)之間和電子散射正離子而沒(méi)有被捕獲時(shí)發(fā)出的無(wú)線電波和微波，這兩個(gè)跡象表明氣體正在被電離。研究人員在從原恒星向外延伸的沙漏狀區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)了這些信號(hào)。觀測(cè)顯示，氣體達(dá)到約1萬(wàn)攝氏度的溫度，并以每秒約30公里的速度移動(dòng)。這表明沙漏形狀的區(qū)域充滿了電離氣體，這些氣體是通過(guò)光驅(qū)動(dòng)電離從原恒星盤(pán)中發(fā)射出來(lái)的。

這是第一次強(qiáng)有力地探測(cè)到：由形成中非常大質(zhì)量恒星驅(qū)動(dòng)的分解光蒸發(fā)外流，流出結(jié)構(gòu)已明確解決，這讓我們可以仔細(xì)觀察此類流出中的物質(zhì)分布和動(dòng)態(tài)。這顆原恒星質(zhì)量已經(jīng)是太陽(yáng)的30到50倍，但研究小組在沙漏內(nèi)發(fā)現(xiàn)了較窄的噴流結(jié)構(gòu)，這表明它仍在增長(zhǎng)。這種高速射流被認(rèn)為是由吸積盤(pán)磁驅(qū)動(dòng)，因此是吸積正在進(jìn)行的證據(jù)。

研究人員將對(duì)G45進(jìn)行更詳細(xì)的研究，以了解電離流出是如何與其周?chē)h(huán)境相互作用，同時(shí)還將尋找其他有類似流出的原恒星例子。大質(zhì)量原恒星產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射反饋，可能有助于設(shè)定它們?cè)谖e過(guò)程結(jié)束時(shí)達(dá)到的質(zhì)量。

因此，研究這樣的反饋，對(duì)于理解大質(zhì)量恒星的形成至關(guān)重要。研究利用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)在1.3毫米和卡爾·G·詹斯基超大型陣列(VLA)在7毫米的高分辨率觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)了向大質(zhì)量原恒星G45.47+0.05的光致電離雙極外流。

根據(jù)研究導(dǎo)出的電離光子速率，估計(jì)驅(qū)動(dòng)源的質(zhì)量為30-50M⊙，或者根據(jù)H30⊙運(yùn)動(dòng)學(xué)估計(jì)驅(qū)動(dòng)源的質(zhì)量為30-40Mα。光蒸發(fā)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)主要由靠近圓盤(pán)平面的旋轉(zhuǎn)主導(dǎo)，而加速到圓盤(pán)平面上方的流出運(yùn)動(dòng)。

光蒸發(fā)流出的質(zhì)量損失率估計(jì)為~(2-3.5)×10?5M⊙yr?1。研究還發(fā)現(xiàn)了可能嵌入廣角電離流出的非熱發(fā)射射流跡象。噴流和大規(guī)模光蒸發(fā)外流的可能共存表明，盡管有很強(qiáng)的光致電離反饋，吸積作用仍然在進(jìn)行中。

博科園｜研究/來(lái)自：日本理化學(xué)研究所

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab5309

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