天文學(xué)家首次從形成恒星的致密星云外圍觀察到傳送帶，功能猶如胎兒的臍帶一樣，該傳送帶直接在一對年輕的形成恒星附近沉積傳輸物質(zhì)。馬克斯·普朗克地外物理研究所(MPE)和米利梅三角無線電研究所(IRAM)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，傳送帶中的氣體運(yùn)動(dòng)，

即所謂的“流光”，主要“服從”靠近原恒星核心最內(nèi)部的引力。流光將大量的氣體和距離最近在恒星形成區(qū)域周圍母星云中產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)直接輸送到核心中心的年輕原恒星。

這些研究發(fā)現(xiàn)有力地證明了恒星形成周圍的大尺度環(huán)境，對小尺度原行星盤的形成和演化有重要影響，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然天文學(xué)》期刊上。在恒星形成的總體圖景中，在一個(gè)更大更蓬松的分子云內(nèi)部形成了一個(gè)稠密而寒冷的區(qū)域(稱為包層)。云層物質(zhì)旋轉(zhuǎn)并向內(nèi)流向包層的中心，那里將誕生一顆未來的恒星，物質(zhì)變得更加致密，變得扁平成原行星盤。在原行星盤中心的年輕原恒星直接從原行星盤進(jìn)食并獲得質(zhì)量。

現(xiàn)在，天文學(xué)家首次在英仙座分子云中觀察到了一條明亮的物質(zhì)流，將包層的最外層連接到形成圓盤（原行星盤）內(nèi)部區(qū)域。隨著流光被雙星系統(tǒng)消耗，幫助盤狀區(qū)域重新補(bǔ)給更多的物質(zhì)，母星云可以繼續(xù)幫助年輕原生恒星和它們原行星盤的生長。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的馬克斯·普朗克地外物理研究所Jaime Pineda解釋說：原行星盤形成的數(shù)值模擬通常集中在單個(gè)原星系統(tǒng)上。

觀測將這一想法更進(jìn)一步，通過研究化學(xué)上新鮮的物質(zhì)流，從很遠(yuǎn)的距離向下延伸到尺度上，預(yù)計(jì)在一對年輕的年輕原恒星周圍會(huì)形成一個(gè)圓盤。天文學(xué)家們利用北方擴(kuò)展毫米陣列研究了年輕的PER-EMB-2原恒星雙星系統(tǒng)。該雙星系統(tǒng)在過去的觀測中表現(xiàn)出一些可變性或閃爍，暗示研究環(huán)境對小尺度恒星形成的影響可能是一個(gè)有趣目標(biāo)。研究小組觀察了幾個(gè)分子，這使得天文學(xué)家能夠測量氣體運(yùn)動(dòng)，并發(fā)現(xiàn)沿著流光的物質(zhì)流。

從包層外部區(qū)域向下大約10500AU的距離，氣體的位置和速度都與物質(zhì)流從大到小自由下落的理論模型很好地匹配，證實(shí)了流光的動(dòng)力學(xué)是由系統(tǒng)中密度最高的中心區(qū)控制。來自馬克斯·普朗克地外物理研究所的合著者多米尼克·塞古拉-考克斯說：理論和觀測并不經(jīng)常如此清晰地匹配，我們很高興看到望遠(yuǎn)鏡圖像試圖告訴我們的這種確認(rèn)，對流入內(nèi)核物質(zhì)質(zhì)量的估計(jì)在0.1到1個(gè)太陽質(zhì)量之間。

這是形成密集恒星的致密云(大約3個(gè)太陽質(zhì)量)中總質(zhì)量的相當(dāng)大一部分。傳輸帶確實(shí)必須在相對較短的時(shí)間內(nèi)，從外層區(qū)域帶來化學(xué)上的新物質(zhì)。在幾乎是自由落體的情況下，如此大的新物質(zhì)儲(chǔ)藏庫被清晰地識別出來，這是值得注意的。這清楚地表明，新物質(zhì)可能會(huì)塑造年輕恒星系統(tǒng)中氣體的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)。生長和演化的原行星盤化學(xué)成分也將受到這一新現(xiàn)象的影響。

該團(tuán)隊(duì)成員、馬克斯·普朗克地外物理研究所主任保拉·卡塞利(Paola Caselli)總結(jié)道：讓我們發(fā)現(xiàn)流光的分子有三個(gè)碳原子(HCCCN)，在行星組裝階段，這些碳原子將可用于富集有機(jī)化學(xué)(在走向生物前化合物的過程中)。這種將物質(zhì)運(yùn)送到中部地區(qū)的新方式對年輕盤的形成和生長方式具有重要影響。然而，目前尚不清楚在年輕恒星系統(tǒng)的演化過程中，這一過程會(huì)發(fā)生的頻率和時(shí)間有多長，因此需要對年輕原恒星進(jìn)行更詳細(xì)的觀察。

博科園｜研究/來自：馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)

參考期刊《自然天文學(xué)》

DOI: 10.1038/s41550-020-1150-z

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