摘要:猎户座星系(Orion Complex)是银河系内距离地球最近的恒星形成活跃区域之一,其核心天体猎户座大星云(M42)位于猎户座“腰带”下方的“剑”区域,视星等级为4,是全天最明亮的弥漫星云,由氢分子、尘埃及新生恒星构成。该星云作为恒星形成的“摇篮”,已观测到
猎户座星系(Orion Complex)是银河系内距离地球最近的恒星形成活跃区域之一,其核心天体猎户座大星云(M42)位于猎户座“腰带”下方的“剑”区域,视星等级为4,是全天最明亮的弥漫星云,由氢分子、尘埃及新生恒星构成。该星云作为恒星形成的“摇篮”,已观测到数百颗处于不同演化阶段的恒星,包括原恒星(protostars)和恒星胚胎,年龄仅百万年量级,揭示了恒星形成的早期动力学过程。通过阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列(ALMA)的高分辨率观测,科学家在猎户座巨分子云中探测到分子云核(molecular cores)的分裂现象,例如无星云核G211的分裂为等间距凝聚体,表明多星系统可能起源于云核的引力不稳定分裂。分子云核的坍缩遵循金斯不稳定性理论。当分子云核的引力势能超过热压力时,云核开始坍缩形成原恒星。猎户座巨分子云中氘化分子(如N2D+)的丰度与恒星形成阶段密切相关,高丰度氘化分子标志着云核处于坍缩初始阶段(如L1544云核),而丰度下降则指示恒星形成活动已启动。例如,SCOPE团队发现猎户座30%的无星云核氘化分子丰度高于L1544,表明其处于更早期的引力收缩阶段。
猎户座GW三星系统的观测揭示了其复杂动力学现象;三颗恒星(其中两颗形成紧密双星,第三颗绕其公转)周围存在三个错位的尘埃环,内环因引力扰动呈现摆动。模拟表明,木星质量的环内行星可能通过引力作用导致环结构断裂,挑战了传统行星形成模型的边界条件。此外,ALMA观测到原恒星G210的“双眼”结构——氘化分子在恒星两侧对称分布,反映了原恒星加热导致局部化学丰度梯度变化过程。分子云内部的湍流模型表明,恒星形成过程中可能存在多胚胎竞争机制。剑桥大学提出的抛射模型认为,分子云碎块间的引力竞争可导致部分恒星胚胎被抛射,形成孤立天体(如褐矮星)。猎户座中“超音速弹头”结构(气体云以400 km/s速度运动)可能源于此类动力学抛射事件。韦伯望远镜(JWST)在猎户座星云中发现42对木星质量二元天体(JuMBO),其质量与木星相当但自由漂浮,未围绕恒星运行。此类天体的存在挑战了传统恒星与行星形成理论。现有模型认为行星需通过原行星盘吸积形成,而JuMBO的成对性无法用弹射假说完全解释(其需同时抛射双天体并维持轨道关联性)。天体uMBO表面温度约1000°C,主要由气体构成,缺乏维持生命的条件,但其光谱中检测到的水与甲烷为研究星际分子化学提供了新样本。
猎户座星云的密集恒星形成活动为验证等级成团(hierarchical clustering)模型提供了实证;分子云核的分裂、多星系统的形成及湍流驱动的抛射现象,共同支持了星系演化中“自下而上”的结构组装机制。猎户座低质量热核(hot corinos)中探测到甲酰胺(NH2CHO)等复杂有机分子,表明恒星形成区可能是生命前分子的化工厂,为研究星际化学与生命起源提供了关键数据。
猎户座星系如同一座宇宙级的引力剧场,分子云核的坍缩与分裂在其中进行,暗物质的引力场牵引着恒星胚胎的诞生与流放。而原恒星的“双眼”结构,氘化分子在恒星两侧对称分布,原恒星加热所导致的局部化学丰度梯度变化等促使星际尘埃中生命前分子的悄然酝酿;在这场动力过程中,引力扰动与分子反应等细节,构成星系细节演化篇章。
作者: “时序舞者-Two”
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