分子外流现象最早是在1980年代发现的。一氧化碳(CO)分子的线翼中检测到非常高的速度运动,观察到正在形成的年轻恒星。高速运动显然不是重力约束的运动(例如跌落或旋转),因为需要较大的引力质量。实际上,最初的探测是在猎户座星云中心非常明亮的CO线中,当在星际介质中首次探测到CO时就已经看到了。
随着随后对许多来源分子流出的检测,它们被认为是恒星形成过程中普遍存在且必不可少的阶段。多余的角动量通过分子流出而带出,使剩余的材料掉落到恒星核上。然后,这些流出与恒星本身的构造有关。然而,事实证明,低质量恒星中典型的双极分子外流与Orion中的外流不太可能相同。在这里报道的新结果是大约40年后Orion这样的资金外流的第二个例子。
大质量恒星的形成,即质量是我们太阳质量的十倍或更多倍的恒星,仍远未得到清楚的了解。长期以来,许多天文学家认为这类巨星的形成可能与其较小的表亲相似,它们的质量类似于我们的太阳。在这张照片中,巨大的恒星在安静的环境中长大,通过大型星际盘的吸积而获得质量,并和平地达到其最终质量。但是,这似乎不是规则。
使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA),天文学家从天空中捕获了猛烈的爆炸,该区域形成了巨大的恒星,而天文学家由于其星系坐标而被命名为G5.89-0.39。使用来自两个简单分子一氧化碳(CO)和一氧化硅(SiO)的毫米波发射识别出了这种爆炸。已知这些分子以超音速运动跟踪在形成恒星的气体密集和黑暗区域中的震动。但是爆炸性的高速运动与低质量恒星中的分子外流根本不同。
爆炸似乎发生在大约1000年前,并释放了大量能量。尽管释放出的能量少于大质量恒星寿命结束时超新星产生的能量,但这种爆炸在这些早期阶段是出乎意料的。ALMA的观测揭示了大约30个分子“子弹”,它们径向向外流动。这些运动本质上是一时冲动的,发生在一个瞬间,它们及时地指向可能由爆炸引起的高温形成的电离区域。NAOJ的天文学家斋藤正雄说:“有趣的是,爆炸中心没有已知的巨大年轻恒星。” 年轻的大质量恒星可能在剧烈的动力相互作用后从其出生地迁移。由于块状恒星总是形成团簇,因此这种相互作用可能很普遍。这种流出物的脉冲爆炸性质与太阳类恒星的稳定分子流出物完全不同。
G5.89-0.39中爆炸事件的三维动画。从蓝色到红色显示了径向蓝移速度和红移速度。动画以从上到下然后从左到右的视图开始。动画的持续时间约为10秒。图片来源:中国科学院天体物理与天文学研究所
中国科学院院士杰出研究员Paul Ho解释说:“这种爆炸性流出被认为是由引力能量的释放所推动的,而这种引力能量的产生与恒星附近巨大的双星或什至是原恒星的合并有关。” 本质上,这种流出与Orion中的情况类似。G5.89-0.39是这个新的分子流家族的第二个清晰的例子,它与大质量恒星团的形成有关。
这种爆炸性流出物的脉冲性质以及此流出物阶段的持续时间短,可能会使它们的检测成为罕见的现象。墨西哥射电天文学和天体物理研究所所长路易斯·扎帕塔说:“如果将来能够探测到足够多的外流,那么恒星团的合并可能是大质量恒星的重要形成机制。”