ALMA在其他星系裡對「恆星工廠」做普查

說到家庭成員的人數,並不是每家都一樣。有些家庭小朋友很多;有些不太多。有些家庭全都一起住在老家,住得也很近;到了鄰近城鎮則人數變少,家庭之間也住得較遠。你會不會想知道,是什麼原因造成這些差異的?也許與城鎮的規模或結構有關?

天文學家也思考類似的問題。但不是針對人類的家庭,而是星星的家庭。我們知道,恆星在(冷分子氣體和塵埃構成的)巨大雲團中誕生,這樣的雲被稱為恆星形成區,譬如銀河系中的獵戶座星雲,就是相當著名的「恆星形成區」;恆星形成區產生很多恆星,好像人丁旺盛的星星「家庭」。

這樣的恆星形成區域不只在我們銀河系中有許多,在其他星系中也是數量龐大。這些星星家庭的「星星工廠」各自有著不同特質,從這點來看,它們和地球上的人類家庭一樣!也許這些差異是由它們所在的那個星系的大小或結構造成的(星系應該也可以說成是它們的「老家」!)。 為了得到答案,天文學家利用ALMA研究了在74個星系裡總數達10萬個「恆星工廠」。研究的是:每個恆星形成區的大小,在形成區裏的分子氣體怎樣運動、新恆星誕生速度是快或慢。當然,也研究了74個「老家星系」的特性。就像政府在74個城鄉對10萬戶家庭做了人口普查一樣。 這麼龐大的計劃能辦得起來是因為,ALMA有極敏銳的視力。它看得到甚至大小只有幾十光年那麼細微的細節。到目前為止,ALMA已經花了750小時研究那些遙遠的恆星形成區域,然而,計畫還沒完成。最終,ALMA將研究30萬家這樣的「星星工廠」。輔助觀測,將由位在智利北部帕瑞納山上的歐洲超大望遠鏡,以及哈伯太空望遠鏡提供。 我們得到的結果是什麼?為什麼有些恆星形成區比別人大而且能更有效率地產生新恆星?原因是什麼,天文學家發現了沒呢?雖然現在這些答案還沒出現,但已有事實能證明,那些比較明亮的新恆星有時會把自己出生的雲團破壞掉,結果,阻止了其他兄弟姊妹恆星誕生。而且,像這樣的發展過程,在較大和較老星系中還可能效率較高。因為有ALMA這麼強大的望遠鏡,天文學家希望,很快地有一天將能更全面了解宇宙中關於恆星形成的環節。


發現了什麼?

ALMA在南方天空已研究了74個盤狀星系。所謂盤狀星系指的是,星系中有個像盤子那樣扁平的氣體盤,盤中有氣體、塵埃和年輕恆星,我們銀河系也是這樣的盤狀星系。這項研究在使用ALMA來觀測這74個星系時,ALMA望遠鏡的66個天線陣列是以最大距離延展排列法分散開的,天線之間的距離盡可能拉開,因此,天文學家可以更詳細地研究星系中的恆星形成區域。ALMA繪製了一張一氧化碳(CO)分子的分佈圖。這些分子發出的光,波長是屬於毫米波和次毫米波──這種肉眼不可見的電波光,ALMA最能靈敏偵測得到。

誰發現的?

上面介紹的這個計畫是叫做汎始-凹瑪(PHANGS-ALMA)。 直接翻譯它的英文全名應該是「鄰近星系高角解析力物理」。這計劃由加拿大阿爾伯塔大學的Erik Rosolowsky和美國俄亥俄州立大學的Adam Leroy主持。他們都屬於一支大型的國際團隊。這個計畫的第一批成果,除了已在美國天文年會第223次西雅圖會議上發表以外,在【天文物理學期刊】和【天文物理期刊通訊】上發表了好幾篇論文。

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