Evans访谈老秃顶子天文台,为啥恒星的产生率减少了澳门博彩官网app

11月4日,美国德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at
Austin)天文系教授Neal
Evans访问中国科学院紫金山天文台,并为紫金山天文台的师生作了一场题为What
Determines Star Formation
Rates
的报告。紫金山天文台研究员高煜主持了此次报告会。

天文学家使用NRO的45米射电观测望远镜发现,高密度气体只占银河系中气体总质量的3%,这一结果为理解恒星出乎意料的低产量提供了关键信息。恒星诞生于气体云中,高密度气团形成于扩展的低密度气体云中,恒星形成于高密度气体云中演化的高密度气芯中。然而,对遥远星系的观测发现恒星数量是低密度气体总量预期产量的1000倍。为了解释这种差异,需要同时检测高密度和低密度气体的观测资料。

Neal
Evans从一幅关于宇宙恒星形成历史的示意图开始了他的报告。他介绍了在河外星系中关于恒星形成的研究结果,比较了不同的气体成份与恒星形成的关系,明确了在星系这样的大尺度上,恒星形成是与分子气体的含量相关的,且二者之间存在幂律关系,当考虑的气体成份是致密分子气体时,这样的幂律关系的幂指数接近于1,
也就是线性关系。

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简单地介绍了在星系这样的大尺度上的恒星形成规律后,Neal
Evans详细介绍了在分子云尺度上的恒星形成规律。他介绍了在研究恒星形成关系中常用的一些关系,如恒星形成与气体的关系,恒星形成效率与气体的关系等。同时,Neal
Evans也介绍了两种不同的理论模型来说明恒星形成的时标,自由落体时标(free-fall
time) 和交会时标 (crossing time)。通过将观测与理论研究进行对比,Neal
Evans指出,当使用致密分子气体而不是总气体来定义恒星形成效率时,可以使恒星形成效率的弥散大大减小。

这些观测资料具有高空间分辨率和大区域覆盖。然而,这种观测是困难的,因为高密度气体结构比低密度气体结构小几十倍。FUGIN利用NRO
45米望远镜和多波束接收器FOREST进行的银河系勘测项目克服了这些困难。NAOJ的项目助理教授Kazufumi
Torii和团队分析了FUGIN项目获得的大数据。并测量了沿银河系2万光年范围内低密度和高密度气体的精确质量,首次发现高密度气体只占总气体的3%。这些结果表明,在低密度气体云中高密度气体的产生率很小,只创造了少数形成恒星的机会。

Neal
Evans的精彩报告使紫金山天文台师生了解了很多在恒星形成方面的前沿研究成果。

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研究小组将继续研究FUGIN数据,以研究高密度气体形成效率低下的原因。这些研究,用Nobeyama
45
m望远镜进行森林无偏星系平面成像测量。对邻近星系分子云的观测表明,分子云中的致密气体对恒星形成具有准普遍性,对星系外星系的观测研究表明,恒星形成速率与分子气体表面密度之间存在着银河尺度的相关性。为了对这两种性质有一个全面的了解,量化分子云中致密气体的分数质量非常重要。特别是对于银河系,以前没有研究在几个kpc的尺度上解析量化分子云盘。

Neal Evans作报告

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本研究利用Nobeyama 45 m望远镜项目进行无偏银河面成像测量(FOREST
un偏银河面成像测量)中获得l = 10°-50°的CO J =
1-0数据,在MW第一象限对量化分子云进行了5kpc以上的测量。总分子质量采用12CO测量,致密气体质量采用C18O估算。测量包括量化分子云在内的分数质量在距星系旋转切向点(如3kpc臂、Norma臂、Scutum臂、人马座臂、臂间区域)距离±30%范围内的区域。

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结果,整个目标区域的平均fDG为|$2.9^{+2.6}_{-2.6}$|%。这个低数值表明,致密气体的形成是星系中恒星形成率低下的主要因素。研究还发现,量化分子云随MW盘结构的不同表现出较大变化。在星系臂中,量化分子云估计约为4%-5%,而在棒状和臂间区域,量化分子云的大小约为0.1%-0.4%。这些结果表明,不同区域致密气体的形成/破坏过程及其时间尺度不同,导致恒星形成率的差异。

博科园|研究/来自:日本国家天文台

参考期刊《日本天文学会出版物》

DOI: 10.1093/pasj/psz033

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