恒星形成初期的动力学机制研究获进展
2026/09/06
恒星诞生于分子云内部致密的气体纤维结构中,纤维的碎裂、坍缩与物质吸积过程,是当代天体物理领域的核心研究课题。长期以来,学界关于纤维结构的形成机制存在超音速湍流主导与引力主导两种主流理论。由于缺乏针对亚秒差距(小于1秒差距)的系统性动力学统计研究,两大理论模型始终难以得到充分检验。
近日,中国科学院上海天文台联合国内外科研团队,依托阿塔卡玛毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)开展的ATOMS巡天项目数据,揭示了在临近恒星诞生的亚秒差距超临界气体纤维内部,湍流仍可能是支配气体运动与结构演化的核心力量。这一成果为解析恒星形成初期的动力学机制提供了关键观测证据。
团队利用ALMA开展的ATOMS巡天项目观测采集的分子谱线数据,对146个银河系活跃大质量恒星形成区开展深度分析。该分子谱线光学薄,可精准刻画致密气体的运动学特征。研究借助CRISPy算法,在位三维空间中识别出837个速度连续气体纤维,其中214个纤维长宽比大于5,长度分布在0.02秒至1.6秒差距之间,中位长度为0.23秒差距。统计结果显示,样本中823个约98%的纤维线密度超过临界值,属于引力束缚的超临界纤维。
团队创新性采用矢量场分解技术,逐像素解析纤维内部速度梯度、强度梯度与引力场的分布规律,并将各类梯度拆解为平行、垂直于纤维主轴的两个正交分量,以此区分沿纤维的径向运动与横向运动。观测数据显示,纤维内部平行方向与垂直方向的局部速度梯度数值高度接近,密度梯度与引力场均偏向垂直于纤维主轴的方向,但速度梯度的空间取向呈完全随机分布。这表明气体并非仅沿纤维径向运动,横向运动同样不可忽视,速度梯度与气体面密度、局部引力加速度之间均无明显关联,进一步排除了局部引力主导气体运动的可能性。
团队将观测结果与随机驱动的超音速磁流体力学湍流数值模拟进行对比。模拟生成的合成观测数据,在速度梯度分布、运动模式等核心特征上与实际观测高度吻合,证明了纤维内部无序的气体运动源于各向同性湍流。模拟与观测的细微差异,源于活动剧烈的大质量恒星形成区湍流强度远超模拟中近邻小质量恒星形成区,加之磁场环境、气体密度也存在差异。这一结果为后续优化模拟模型指明了方向。
这项成果挑战了引力主导分子云小尺度结构形成的传统观点,为调和湍流模型与引力模型的争议提供了新视角。未来研究将结合更多高精度数值模拟与多波段观测,进一步探究湍流、引力、磁场的耦合关系,深化对恒星形成全过程的认知。
相关研究成果发表在《中国科学:物理学 力学 天文学》(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy)上。研究工作项得到科学技术部、国家自然科学基金委员会等的支持。
上图:利用CRISPy算法在位置-位置-速度三维空间证认的气体纤维结构。下图:气体纤维结构在天空平面的投影
文章来源上海天文台,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
2026年第十六届电力与能源系统国际 110
-
2026年10月优质国际学术会议推荐 448
-
2026年智能科学与信息物理技术国际 157
-
第五届传感、测量、通信与物联网技术国 548
-
2026年第三届计算机网络与云计算国 3097
-
2026资源、化学化工与应用材料国际 4170
-
2026年图像处理与数字创意设计国际 3855
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 8936
-
2026年材料科学、低碳技术与动力工 4359
-
2026智能驾驶、智能传感与无人系统 09-28
-
2026生命健康、精准营养与食品安全 09-28
-
第二届信息学、生物医学与系统生物学国 09-28
-
2026环境资源、清洁能源与可持续发 09-28
-
第三届纺织科学、材料工程与智能制造国 09-28
-
第二届林业工程、环境科学与可持续发展 09-28
-
2026 JCR影响因子正式发布2049
-
中国科协发布2025年《重要学术2146
-
2026年新锐分区(原中科院期刊10945
-
2025年两院院士增选有效候选人6679
-
好学术:科研网址导航|学术头条分9207
-
2025年国际期刊预警名单发布!9157
-
2025年中科院期刊分区表重磅发30335
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提10134
-
清华大学2026年CCF计算经济09-28
-
北京清华长庚医院黄天荫团队合作构09-28
-
中国农业大学资环学院刘学军教授团09-28
-
中国科大实现液晶向列比特的可重构09-28
-
研究提出丽江云杉复合体分类界定新09-28
-
新型多孔压电陶瓷研制取得进展09-28
-
研究揭示二倍半萜衍生物治疗溃疡性09-28
-
广州市臻阅会展服务有限公司 8921

-
北京易智思信息科技有限公司 8719

-
工业催化杂志社 18842

-
中国环境科学学会 23721

-
中国科学院广州地球化学研究所 21842

-
智慧医卫(北京)信息技术研究中心 24871

-
中南财经政法大学 21935

-
FDAGWA 2713

-
中国农业科学院农业资源与农业区划 21761

-
武汉cite主办方 2809

-
兰格会展服务社 19160

-
于6个中文字符 18841

-
北京人间远景交流有限公司 18707

-
海南红帆会展服务有限公司 2600

-
北京华林格环保袋制品有限公司 23609

-
哈尔滨工业大学市政环境工程学院 24024

-
VEFAFEW 8869

-
广州助力人力租赁有限公司 18672

-
上海后世博研究中心民营企业发展推 21836

-
中和创美国际文化传媒(北京)有限 23639





















50








































