中国科学院上海天文台主导的研究团队，揭示了大质量恒星形成区中气体从大尺度流向小尺度的完整过程，为大质量原恒星在复杂环境中积聚质量、形成吸积盘提供了关键观测证据。相关研究9月18日发表于《科学进展》。
大质量恒星是指质量大于八倍太阳质量的恒星，通过强辐射、星风以及超新星爆炸，深刻改变星际介质的物理和化学性质，进而推动星系结构形成及演化。大质量恒星往往形成于大尺度、复杂且高度动态的气体环境中，研究气体如何从大尺度逐步输运到小尺度，并形成围绕大质量原恒星的吸积盘，是目前大质量恒星形成研究的核心课题。
研究团队利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）和甚大阵（VLA），对距离太阳约1.25千秒差距的大质量恒星形成区IRAS 18134-1942进行了多尺度高分辨率观测，发现了“类旋臂—棒状—旋转包层—吸积盘”的复合系统。
具体而言，在该大质量恒星形成区中约2万天文单位尺度上，数条清晰的气体流将外围物质向核心输运，形成“旋臂”，这些“旋臂”状气体流则连接至一个约7500天文单位长的棒状结构，将气体引导至核心区域。而在约2000天文单位的核心范围内，气体形成了旋转塌缩包层，并在约500天文单位范围内形成了具有开普勒旋转运动特征的吸积盘。值得一提的是，这是首次在单个大质量气体团块中，同时揭示多个环节相互连接的完整层级气体系统，该系统与棒旋星系具有惊人的相似性。
研究团队进一步计算发现，“旋臂”和棒状结构的气体运输速率保持在10-4太阳质量每年的水平，表现为层级但连续的气体下落模式；在吸积盘区域的气体吸积率则下降到10-6太阳质量每年，表明旋转塌缩包层和吸积盘共同调控了原恒星的吸积率。需要注意的是，旋转包层与由甲醇脉泽示踪的原恒星盘速度梯度相反，这可能是由于湍动的气体输入带来了不均匀的角动量输入，导致原恒星盘的角动量轴发生摆动。
相关论文信息：http://doi.org/10.1126/sciadv.ady6953
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