1 + 1之後，​代誌開始大條！

上網時間：2021年2月22日 原文：A Map of a Stellar Explosion by Susanna Kohler/AAS NOVA

編譯：黃珞文 核稿：周美吟博士

在這張合成的偽色圖像中，我們看到的是獵戶座星雲中分子氣體的爆炸性外流。最近一項新的研究探索了另一場與它相類似的爆炸，並研究它與大質量恆星誕生之間的關係。[ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / J。Bally / H。Drass等] 關於大質量恆星的誕生，我們仍然所知不多，大質量恆星，或簡稱大恆星，指的是質量超過太陽質量8倍的恆星。最近的一項研究，透露出一千年前某一次爆炸的些許細節，或許已為這些大恆星的形成提供了線索。

這張合成的假色圖中所看到的是獵戶座星雲中的分子氣體的爆炸性外流。

最近一項研究探索了另一場與這場知名爆炸相類似的爆炸，並探討了該種爆炸與大質量恆星誕生間的關係。[ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / J。Bally / H。Drass el. al]

「大質量恆星」，或簡稱「大恆星」，指的是質量超過太陽質量8倍的恆星，關於大質量恆星的誕生，目前仍然所知不算太多，天文學家認為最近一項研究透露約一千年前一個恆星爆炸的些許細節，或許已為這些大恆星究竟如何形成提供了線索。

一場意外爆炸

像獵戶座星雲這樣滿布著分子氣體雲的區域，常被稱為恆星苗圃，是恆星形成和演化的場所。[ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/J. Bally/H. Drass et al.]

幾十年前，天文學家在獵戶座星雲發現了些很奇怪的東西。在星雲內部正在形成大恆星的區域裡，科學家發現密集的分子氣體以很快的速度從中心點向外竄流，他們將這樣的跡象稱之為「爆炸性外流」。令人驚訝的是，在爆炸的中心點那裏，卻竟空空如也。

當初這個"一次性"的發現著實有趣。很容易想像到，在大恆星形成環境中，有許多突然的能量釋放事件可能會發生，例如：彼此距離很近的大質量雙恆星正在形成，或兩個新生的大質量原恆星正在合併，而在爆炸的邊緣也發現到幾顆貌似正在逃離的恆星，更可說是對該現象的動力學起源多提供了幾分線索。

這一場意外爆炸是否將幫助我們認識大恆星如何在其誕生環境中形成的整個過程？抑或純粹僅只是一場偶發事件？時光荏苒，歲月匆匆四十年，然而，天文學家卻再也沒發現另一個類似的爆炸性外流的證據，這些問題繼續無解。

1 + 1 ，讓故事不再一樣

打破四十年之久的沉寂，現在終於有「發生在大恆星形成環境中的『爆炸性外流』」的證據了。墨西哥國立自治大學電波與天文物理研究所Luis Zapata等人所發表的新研究成果中，透過阿塔卡瑪大型毫米次毫米陣列（ALMA）望遠鏡，已確認有從中心各向同性外流的分子氣體流之存在。位於編號為G5.89的大恆星誕生區裏，與我們相距約1萬光年。

這個天文團隊總共測量了爆炸性外流中的34條分子細絲，發現到這些涓涓細流向外流出時也在加速，這是與獵戶座的爆炸性外流一致的特徵，所取得的資料也表示，噴射物的密度明顯大於周圍介質。

與獵戶座的爆炸性外流一樣，細絲的起源點位置也是沒有任何東西。但是，這回在先前研究中已確定到幾顆是在G5.89爆炸外圍的年輕大質量恆星，藉由外流速度回推可知爆炸發生時間約1000年前，當時它們的位置都在中心原點。

由ALMA拍攝到的這張G5.89恆星形成區的一氧化矽分布圖，顯示了正在膨脹的殼狀HII區域（白色輪廓）及周圍的外流分子氣體。遠離原點的兩顆恆星分別標為洋紅色和青色。[改製自 Zapata et al. 2020 ]

了解恆星的誕生

這一切到底能告訴我們關於大質量恆星起源的什麼？

答案是：在大質量恆星誕生期間動力的相互作用所引起的爆炸性外流，出現機率可能比我們以前認為的更普遍！

作者根據目前有限的觀察所得估計了此類外流的發生頻率應為每100年會有一個。這數字與超新星的頻率非常接近，也進一步鞏固了爆炸性分子外流與大恆星形成兩者間的關聯。

要證實這個理論，當然必需在鄰近的大質量恆星形成區中對這類爆炸性外流進行專門、高靈敏度的持續搜查。同時研究團隊還認為，我們該考慮修正大質量恆星形成模型，加入動力相互作用，因為有一天可能會證明：原來在我們的宇宙中，這樣的恆星爆炸是個普遍現象！

這是氣體塵埃在明亮的新形成恆星周圍盤旋狀轉圈圈的科學示意圖。由超級電腦模擬所得到的影像，描述著一個原恆星內嵌在氣體塵埃組成的原行星盤中。兩個原恆星的碰撞可以釋放出足夠的能量來驅動爆炸性分子外流向外運動，使大恆星得以產生。[NASA’s Goddard SFC]

在G5.89-0.39的爆炸事件三維模擬動畫。遠離我們的外流以紅色表示，朝向我們的外流以藍色表示。動畫是先由上往下看再由左往右看。

圖像版權：Luis A. Zapata團隊


相關資料：中研院天文所科學成果發表（2020.10.28）：ALMA觀測到劇烈的宇宙爆炸：是否為大質量恆星合併？

論文連結：Confirming the Explosive Outflow in G5.89 with ALMA by Luis A. Zapata et. al