獵戶座星云蘊(yùn)含了距離地球最近的大質(zhì)量年輕星團(tuán),是最受天文學(xué)家關(guān)注的天區(qū)之一。對獵戶座冷暗云核的研究可以幫助理解極早期恒星形成時(shí)的物理化學(xué)環(huán)境,對云核的塌縮、碎裂、原恒星形成等重要過程給出限制。中國科學(xué)院國家天文臺星際介質(zhì)演化及恒星形成團(tuán)組任致遠(yuǎn)博士、李菂研究員等利用位于美國加州歐文斯山谷的毫米波干涉陣CARMA(Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy)對獵戶座巨分子云當(dāng)中的兩個寧靜云核(ORI8nw_2和ORI2_6),展開塵埃連續(xù)譜和分子譜線的高分辨率觀測研究,揭示了其中存在極致密、引力不穩(wěn)定的前恒星核候選體,發(fā)現(xiàn)該云核氫分子數(shù)密度超過10^9每立方厘米,是迄今為止最致密的分子云核之一。該工作已在國際天文期刊ApJ 第788期發(fā)表(預(yù)印本arXiv:1308.3935)。文章的合作者還包括美國西北大學(xué)的尼古拉斯·查普曼(N. Chapman)博士。
研究還利用冷暗氣體分子探針N2H+明確顯示了云核中的氣體碎裂情況,并測定了碎裂團(tuán)塊的空間尺度和質(zhì)量范圍。結(jié)果表明大質(zhì)量冷暗致密氣體云核很容易碎裂形成小質(zhì)量原恒星,說明只有當(dāng)磁場、恒星加熱等因素能夠顯著抑制云核碎裂時(shí),才有可能形成單個的大質(zhì)量原恒星。同時(shí),云核中心區(qū)域的高密低溫環(huán)境意味著碎裂過程將會在更小的尺度(幾千AU)上繼續(xù)進(jìn)行。該過程預(yù)期與小質(zhì)量多星系統(tǒng)的形成密切相關(guān)。
(a)先前觀測給出的獵戶座巨分子云(OMC)的一氧化碳(CO)氣體分布(橙色區(qū)域)。中間綠色區(qū)域?yàn)楣鈱W(xué)觀測獵戶座大星云M42所在區(qū)域,白色矩形框?yàn)镃ARMA觀測區(qū)域Ori8nw_2。左上小圖顯示了OMC在獵戶座天區(qū)中的所在位置。(b) ORI8nw_2的氣體分布。背景彩圖為Spitzer天文衛(wèi)星觀測到的3.6-8微米中紅外輻射,顯示了該區(qū)域內(nèi)存在的幾顆暗弱原恒星。白色實(shí)線為N2H+分子(1-0)躍遷的輻射分布,顯示了云核內(nèi)部氣體碎裂形成的多個氣體團(tuán)塊。藍(lán)色等高線為3.2毫米塵埃連續(xù)譜輻射,顯示了中心的致密區(qū)域的氣體分布。(c) 致密云核的氣體密度隨半徑變化趨勢,中心密度高達(dá)1.6*10^9個氫分子/立方厘米。)
