球狀星團中恆星如何形成?自身引力俘獲外部氣體
http://finance.sina.com/bg/tech/sinacn/20160129/16501406680.html球狀星團是宇宙中最為簡單且十分耀眼的恆星集合體，它包含着成千上萬顆恆星。天文學家們一直認為球狀星團中的恆星是同時形成的，它們的年齡十分相近，猶如“同班同學”。然而后來科學家們在球狀星團中發現了數量衆多且相對大部分成員顯得更年輕的恆星成分，使得這一看法遭到了挑戰。到底球狀星團中那些年輕的恆星是如何形成的？我台的李程遠研究員，通過與北京大學科維理天文與天體物理研究所、中國科學院國家天文台領銜的科研團隊，以及美國西北大學和阿德勒天文館的天文學家合作，對這一長久以來的疑難作出了解釋。利用哈勃太空望遠鏡的觀測數據，該團隊首次發現了中等年齡球狀星團可以靠自身引力俘獲外部氣體來成批形成年輕恆星。突破了球狀星團僅依賴內部氣體循環來形成下一代恆星的理論。這一突破性成果於1月28日發表於《自然》雜誌(
http://dx.doi.org/10.1038/nature16493)。
“這一研究為星團中多成分的恆星該如何形成提供了新的觀點”，領導這一工作的李程遠系我台項目研究員，他解釋说：“我們的研究表明，形成這些年輕恆星的氣體來源於星團外部。形象地说，這些相對年輕的恆星似乎是由星團后來俘獲的氣體生成並寄生在球狀星團中，而非星團自身孕育”。
“把年輕恆星來源歸結為星團的外部環境的理論解釋，是取代傳統認知的最好的方案”，來自北京大學的Richard de Grijs教授這樣告訴我們：“這使得球狀星團的演化行為變得比預料的更加複雜。”
銀河系的球狀星團都十分年老。為了研究更為年輕的樣本，該研究團隊對銀河系外的兩個衛星星系，即大、小麥哲倫雲中的中等年齡星團進行了篩查。團隊在研究工作中關注的是大麥哲倫雲中編號為NGC1783、NGC1696，小麥哲倫雲中編號為NGC411的三個特徵突出的星團。通過精確測量和仔細分析這些星團中恆星的亮度和顔色，他們得到了可靠的結論。以星團NGC1783為例，其大部分的恆星年齡都在約14億年左右，而新形成的兩批恆星年齡分別約為4億5000萬年和8億9000萬年。
“為什麼會存在這些年輕的恆星呢？傳統的解釋是，這些星團一開始就留有足夠的氣體，在形成了第一批恆星之后又繼續形成了下兩批恆星。但存在的疑問是，第一批恆星中的大質量成員會快速演化産生強烈的星風，最后爆發成超新星，這些過程會將剩餘的原初氣體迅速吹走，使得星團中的恆星形成過程不會超過1000萬年。”國家天文台的鄧李才研究員詳細地解釋了星團形成的原理。
圖片標題：球狀星團NGC1783中不同年齡恆星的顔色和亮度分佈，分佈在紅色實線附近的黑點代表年齡約在14億年的恆星；沿着藍色虛線的紫色方塊以及橙色背景框內的黑點，代表年齡僅為約4億5000萬年的恆星；沿着藍色實線的綠色方塊代表年齡約為8億9000萬年的恆星。這一星團明顯包含有三支年齡截然不同的恆星成分。(圖片由Richard de Grijs基於這一工作的數據修改生成)
在早期的研究中，人們猜想這些星團實際上是在圍繞星系旋轉的過程中，靠其引力勢阱俘獲了一些超大質量的氣體雲，從而形成了新的恆星。關於星團可以從外部俘獲星際介質的理論可以追述到1952年，直到逾半個世紀后的今天，這一推測才獲得了觀測證實。Richard说：“我們的計算表明這一俘獲外部氣體的模型是可行的，而且看起來除了我們研究的三個星團之外，其它星團也有類似的特徵。我們正在進行的工作將進一步加深和細化這個認識。”
