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近日，由中國科學院上海天文臺張遂楠博士領銜的國際研究團隊，利用世界上最先進的毫米波/亞毫米波干涉陣ALMA望遠鏡，在銀河系中心發現了獨特的層級式原恒星團結構，揭示了該區域大質量恒星形成受抑制的關鍵機制，這一研究成果發表于國際期刊《The Astrophysical Journal Letters》。

銀河系的中心是一個神秘的區域：這里的中心分子帶（Central Molecular Zone，簡稱CMZ）聚集了相當于幾千萬倍太陽質量的氣體，然而其中誕生的恒星數量卻遠低于預期。科學家們認為這一反常現象可能與銀河系中心“混沌”和暴烈的極端環境有關，例如劇烈的氣體湍動、強力的星際磁場和來自超大質量黑洞Sgr A*的反饋和頻繁超新星爆發的能量注入。但由于銀河系中心距離地球27,000光年，十分遙遠，過去的研究受限于觀測設備的分辨能力，未能深入揭示銀河系中心的極端環境對恒星形成具體的調控機制。

憑借ALMA的極強的分辨能力和靈敏探測，研究人員發現了CMZ中的數個“恒星胚胎群”，其中每個恒星胚胎的尺寸僅有約數百天文單位大小，正孕育著新生的恒星。這些恒星胚胎群有可能在百萬年后形成大質量的星團。對這些CMZ年輕星團的進一步研究發現，盡管它們在氣體轉化形成恒星的總體效率上與銀河系內最活躍的恒星形成區Sgr B2相當，但卻嚴重缺少大質量恒星的形成。另外，相比于銀河系旋臂上的年輕星團較為平滑和集中的分布，這些CMZ年輕星團呈現出更加碎片化的“分布式”多層級嵌套結構（如圖一所示）。研究人員認為，銀心劇烈的湍動將氣體撕裂成小型的氣團，迫使其中的恒星以碎片化形式聚集。這種像“俄羅斯套娃”一樣的星團形成模式極大地抑制了星團中大質量恒星的誕生。

圖一：高分辨率ALMA觀測在CMZ中發現的恒星胚胎群之一

“我們的研究說明這些CMZ年輕星團可能不是整體的恒星形成效率偏低，而是比起大質量恒星更傾向于形成更多的小質量恒星?！睆埶扉f，“CMZ就是很有個性。”

該團隊之前的研究在這些CMZ區域發現了大量致密氣體塵埃核?！斑@些塵埃核周圍有示蹤原恒星吸積過程的氣體外向流，暗示其中埋藏著成長中的恒星胚胎?！闭撐牡墓餐髡邊涡醒芯繂T補充道，“這啟發了我們通過更高分辨率的觀測來獲取單個恒星胚胎的影像?！?/span>

目前團隊正在推進分析這些CMZ年輕星團的動力學分析，張遂楠表示，“理解CMZ中的恒星形成機制不僅有助于揭開銀河系中心的神秘面紗，也對理解其他星系核心及早期宇宙的恒星形成有著重要意義。”

圖二： 原恒星團層級結構示意圖

論文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adb30b

科學聯系人：張遂楠?suinan.zhang@shao.ac.cn