74个星系10万个分子云团告诉我们宇宙中的恒星是如何产生的

宇宙中的星系从外观看大小各异、形态多样，然而它们最显著的差异是：它们在何处、如何生成新恒星的。为了更清晰的了解这种差异，以及恒星出生与星系环境之间的复杂关系，阿塔卡马大型射电观测阵列（ALMA）正在对螺旋星系的星系盘进行细致的观测，以研究它们的恒星孵化云团。

ALMA进行的这个新项目所瞄准的目标非常广泛，项目名称为PHANGS-ALMA（临近星系高分辨率观测），通过对数量惊人的（数十万个）恒星孵化场的观测，对其中的恒星进行统计与分析。这是一次庞大且精度极高的观测活动，作为观测目标的恒星孵化场分布在74个临近星系中。

该项目已经积累了750小时的观测资料，这些成果已经让天文学家更清楚地了解到恒星形成过程与星系环境之间的关系。

有些星系正在爆发式的生产新恒星，而另一些星系则早就耗尽了用于生产恒星的原料。星系的这种差异很大程度上可能是由它们各自的恒星苗圃*的表现决定的。过去曾利用射电观测了解过一些恒星孵化场的运作模式，然而那时候的射电望远镜灵敏度不够高，严重限制了进行更深入研究的能力。

最近几十年来，天文学家推测，不同大小的旋涡状星系将氢转化为新恒星的方式具有很大差异。有人推测较大的也通常较旧的星系，在恒星出产方面不如较小的星系那么高效，但在过去通过观测去证实这个想法很困难。ALMA首次允许天文学家进行必要的普查，以确定星系的尺度特征（规模、活动方式等）如何影响星系中具体分子云团的恒星生产周期。这些分子云团范围只有大约几十到几百光年，就整个星系的规模来说它们非常小，特别是从数百万光年以外的地方看它们时。

恒星形成过程有一些因素与星际介质有关，恒星之间充满了这种能量与质量。恒星托儿所内和周围环境存在一种持续的循环反馈。云团中一部分密度较高气体在引力作用下形成恒星，并且破坏了星际介质。将早期观测数据与新的数据中新恒星的位置进行比较后发现，新恒星很快就会破坏哺育出它们的分子云，现在研究者正在了解这种机制在不同类型的星系中发挥何种作用，这可能是影响恒星出产效率的关键因素。

欧南台的甚大望远镜也在配合观测，对ALMA观测的前19个星系进行光学成像。同样在哈勃望远镜上也对其中的38个星系进行了观测，以寻找最年轻的星团。这三个设备通过探测冷分子气体云的运动及其电离气体区的位置（恒星已经在这里形成）和星系的全体恒星，获得了这些星系如何、何地生产恒星的详细情况。

通过观察每个星系里不同状态的恒星孵化场，组合出这个机制的完整演化周期，能够描绘出跨越星系的恒星演化过程。

我们没有能力长时间连续观察宇宙的变化，但我们可以通过观察不同大小和年龄的星系中成千上万正在孵化恒星的分子云团，去推断星系演化的进程，这就是PHANGS-ALMA项目的真正价值。

目前为止，PHANGS-ALMA已经在临近的宇宙中观测了大约十万个类似猎户座分子云团的目标，预计该项目最终将观测到约30万个这样的云团。

注：恒星孵化场、恒星托儿所、恒星苗圃以及恒星孵化云团为同义词。

图片来源*：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NRAO/AUI/NSF, B. Saxton

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