天文学家首次发现一颗周围有圆盘的河外恒星

天文学家首次在大麦哲伦星云这个星系外观测到围绕年轻恒星的圆盘。这个星系是银河系的外星邻居，距离地球约 20 万光年，可能在大约 20 亿年后撞入我们的星系。

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这项新观测是利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列进行的。恒星系统 HH 1177 中的一颗巨大年轻恒星正在成长并从周围吸收物质。随着物质的聚集，一个称为吸积盘的旋转盘正在形成。这是天文学家首次在河外区域看到吸积盘。这一发现发表在 11 月 29 日发表在《自然》杂志上的一项研究中。

“当我第一次在 ALMA 数据中看到旋转结构的证据时，我简直不敢相信我们探测到了第一个河外星系吸积盘，那是一个特殊的时刻，”研究合著者、英国杜伦大学天文学家安娜·麦克劳德在一份声明中说。“我们知道吸积盘对于我们星系中恒星和行星的形成至关重要，在这里，我们第一次在另一个星系中看到了这种现象的直接证据。”

这项新研究是继欧洲南方天文台甚大望远镜上的多单元光谱探测器对恒星系统 HH 1177 进行观测之后进行的。2018 年，该望远镜发现了位于大麦哲伦星云气体云深处的一颗正在形成恒星的喷流。

麦克劳德说：“我们发现这颗年轻的大质量恒星发射出一股喷流，它的存在是正在进行的圆盘吸积的标志。”

为了证实恒星周围存在吸积盘，作者需要测量年轻恒星周围致密气体的运动。当物质被拉向这颗正在膨胀的恒星时，它不能直接落到恒星上。相反，物质会变平，形成一个围绕恒星旋转的圆盘。在中心附近，圆盘旋转得更快。速度的差异是天文学家确定恒星周围存在吸积盘所需的证据。

“光的频率会根据发光气体靠近或远离我们的速度而变化，”研究报告的共同作者、英国利物浦约翰摩尔斯大学的天体物理学家乔纳森·亨肖在一份声明中说。“这与救护车经过你时警报音的音调变化以及声音频率从高到低时发生的现象完全相同。”

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ALMA 的详细频率测量使我们能够区分圆盘的特征旋转，并确认在我们星系外的年轻恒星周围发现了第一个圆盘。

像这样的巨大恒星形成速度明显快于太阳等低质量恒星，寿命也短得多。在银河系中，这些巨型恒星对于天文学家来说尤其难以观测。形成它们的尘埃物质可以在恒星周围形成圆盘时遮挡住它们的视线。

然而，在大麦哲伦星云中，新恒星诞生的物质与银河系中的恒星形成物质截然不同。由于尘埃含量较低，恒星系统 HH 1177 并没有被它诞生时的尘埃茧所笼罩。与银河系中的类似系统相比，尘埃较少，这让天文学家能够从远处一览无余地观察大麦哲伦星云中的恒星和行星的形成。

“就天文设施而言，我们正处于技术飞速进步的时代，”麦克劳德说。“能够研究恒星在如此遥远的距离和不同的星系中是如何形成的，这非常令人兴奋。”