宇宙制图师绘制附近宇宙地图揭示恒星形成星系的多样性
恒星是由称为分子云或恒星托儿所的尘埃和气体云形成的。宇宙中的每一个恒星育婴室，在其一生中都可以形成数千甚至数万颗新恒星。2013 年至 2019 年期间，PHANGS(附近星系高角分辨率物理学)项目的天文学家对附近宇宙中 90 个星系的 100,000 个恒星苗圃进行了首次系统调查，以更好地了解它们如何连接回它们的母星系。
天文学副教授亚当·勒罗伊(Adam Leroy)说：“我们曾经认为，每个星系中的所有恒星托儿所看起来都或多或少都一样，但这次调查表明情况并非如此，而且恒星托儿所因地而异。”在俄亥俄州立大学 (OSU)，以及介绍 PHANGS ALMA 调查的论文的主要作者。“这是我们第一次拍摄许多附近星系的毫米波图像，其清晰度和质量与光学图像相同。虽然光学图像向我们展示了来自恒星的光，但这些开创性的新图像向我们展示了分子形成那些星星的云。”
科学家们将这些变化与人、房屋、社区和城市表现出相似特征的方式进行了比较，但在不同地区和国家之间发生了变化。
“要了解恒星是如何形成的，我们需要将一颗恒星的诞生与其在宇宙中的位置联系起来。这就像将一个人与其家、社区、城市和地区联系起来。如果一个星系代表一个城市，那么附近是旋臂，房屋是恒星形成单位，附近的星系是该地区的邻近城市，”马克斯普朗克天文学研究所 (MPIA) 的天文学家、PHANGS 合作的首席研究员 Eva Schinnerer 说。观察告诉我们，“邻域”对恒星诞生的地点和数量有微小但显着的影响。”
为了更好地了解不同类型星系的恒星形成，研究小组观察了星系盘、星条、旋臂和星系中心的分子气体特性和恒星形成过程的异同。他们证实，位置或邻域在恒星形成中起着关键作用。
“通过绘制不同类型的星系和星系内存在的各种环境，我们正在追踪形成恒星的气体云在当今宇宙中存在的整个条件范围。这使我们能够测量许多不同的变量影响恒星形成的过程，”卡内基科学研究所的天文学家、该论文的合著者吉列尔莫·布兰克说。
“恒星如何形成，以及它们的星系如何影响这一过程，是天体物理学的基本方面，”美国国家科学基金会 NRAO/ALMA 项目官员 Joseph Pesce 说。“PHANGS 项目利用了 ALMA 天文台精湛的观测能力，并以一种全新的不同方式提供了对恒星形成故事的非凡洞察。”
L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) 的天文学家安妮·休斯 (Annie Hughes) 补充说，这是科学家们第一次获得如此广泛的不同星系中恒星形成云的真实情况的快照。“我们发现，恒星形成云的特性取决于它们所处的位置：与位于星系安静郊区的云相比，位于星系密集中心区域的云往往质量更大、密度更大、湍流也更大。云的生命周期也取决于它们的环境。云形成恒星的速度和最终破坏云的过程似乎都取决于云的位置。”
这不是第一次使用 ALMA 在其他星系中观察到恒星托儿所，但几乎所有以前的研究都集中在单个星系或一个星系的一部分上。在五年的时间里，PHANGS 收集了附近星系群的全貌。“PHANGS 项目是一种新的宇宙制图形式，它使我们能够从字面上看到星系的多样性。我们终于看到了许多星系中恒星形成气体的多样性，并且能够了解它们是如何变化的随着时间的推移，不可能在 ALMA 之前制作这些详细的地图，”艾伯塔大学物理学副教授、该研究的合著者埃里克·罗索洛夫斯基 (Erik Rosolowsky) 说。“这个新地图集包含 90 幅有史以来最好的地图，揭示了下一代恒星将在哪里形成。”
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