研究进展

天马望远镜发现新种类分子脉泽

发布时间:2021-03-19

天体脉泽是示踪小尺度、高密度天文环境最有效的探针。自分子天文学诞生以来,截至目前发现具有脉泽辐射的分子种类只有约 10 种。星际介质中是否存在其它种类的分子脉泽辐射自然成为极为有趣的研究课题。寻找和发现新种类的分子脉泽现象,对探索其所在区域(特别是大质量恒星形成区)特殊的物理条件(如高温、高密等)以及理解脉泽辐射理论都具有重要意义。

最近,广州大学陈曦教授及上海天文台沈志强研究员、李斌研究员的合作研究团队,利用天马望远镜开展新种类分子脉泽观测搜寻工作,并于 2019 年 3 月 16 日在一颗大质量恒星形成区 G358.93-0.03 中首次探测到星际空间的甲醇同位素(13CH3OH)分子脉泽辐射(跃迁频率为 14.300 GHz 和 14.782 GHz)。为了进一步研究其脉泽辐射性质,该研究团队利用 VLA DDT 时间开展了准同时观测,观测结果显示这些甲醇同位素脉泽 空间分布明显不同于甲醇脉泽的,它们可能示踪了密度及温度更高的年轻星吸积盘上的区域(如图 1 左所示)。而天马监测表明,这些新发现的脉泽具有异常快速的光变(如图 1 右所示;在短短 1 个月时间内从爆发、极大到消失不见),因而其跃迁应该是在非稳定态下进行的(通常达到稳定平衡需要大于几百天)。这些新脉泽的发现表明该源具有异常特殊的物理环境,很可能对应了大质量恒星形成过程的特殊阶段,如由引力不稳定导致的星周盘碎裂产生的吸积爆发现象,该现象将导致年轻恒星的红外光度迅速上升,从而有效地激发出强的、新的脉泽辐射。 

该工作已经被发表在天文学国际核心期刊《天体物理杂志-快报》上(ApJL,2020,890:L22)。基于这些新的发现,研究人员认为新分子脉泽的研究将开启探索大质量恒星形成的新窗口。天马望远镜将在该领域的探索中做出更重要贡献。  

 

注:图左为 VLA 观测到的甲醇与甲醇同位素脉泽谱轮廓(上)及空间分布(下),甲醇同位素脉泽展现了完全不同于甲醇脉泽的空间分布;图右为天马望远镜观测获得的甲醇同位素脉泽不同成分的辐射衰变曲线,衰变时标非常短暂(半衰期只有 10 d)。 

图 1 大质量恒星形成区 G358.93-0.03 中甲醇及甲醇同位素脉泽

 


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