ALMA发现即将诞生的球状星团

用ALMA研究了在哈勃图像（上图）中以可见光显示的天线星系，发现了分子气体的大量云（中右图）。一个云（底部图像）非常密集且巨大，但显然没有恒星，这表明它是有史以来发现的产前球状星团的第一个例子。

天文学家利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列发现了可能即将诞生的球状星团的第一个已知例子。

球状星团-多达一百万颗古老恒星的耀眼结块-是宇宙中最古老的天体之一。尽管在许多星系中和周围有很多星系，但新生的例子却几乎消失了，直到现在还没有发现创建新星系的必要条件。

使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）的天文学家已经发现了即将诞生的球状星团的第一个已知例子：令人难以置信的巨大，极密而无星的分子气体云。

夏洛茨维尔弗吉尼亚大学的天文学家凯尔西·约翰逊（Kelsey Johnson）说：“我们可能正在目睹宇宙中最古老，最极端的恒星形成模式之一。”“这个非凡的物体看起来像是它是从很早的宇宙中直接拔出来的。发现具有球状星团所有特征但尚未开始造星的事物，就像发现即将孵化的恐龙蛋一样。”

这个物体被天文学家戏称为“爆竹”，位于距离地球约5000万光年的地方，坐落在一对著名的相互作用星系（NGC 4038和NGC 4039）中，这两个星系统称为天线星系。 。他们正在进行的合并产生的潮汐力正在以巨大的规模触发恒星的形成，其中大部分发生在密集的星团内部。

ALMA数据的动画，描绘了天线星系中分子气体的密集核。中心的黄色物体可能是有史以来第一个球状星团的产前例子。

然而，爆竹的独特之处在于其超凡的质量，相对较小的尺寸以及明显缺乏星体的特点。

迄今为止观察到的所有其他球状星团类似物，天文学家已经充满了恒星。因此，这些恒星产生的热量和辐射极大地改变了周围的环境，从而消除了开始时更冷，更安静的迹象。

借助ALMA，天文学家能够在恒星永远改变其独特特征之前，找到并详细研究此类天体的原始实例。这为天文学家提供了可能导致许多（甚至不是全部）球状星团形成的条件的第一印象。

约翰逊说：“直到现在，在恒星开始形成之后，才具有这种潜力的云才被视为青少年。”“这意味着托儿所已经受到干扰。要了解球状星团是如何形成的，您需要查看其真正的开始。”

大多数球状星团是在约120亿年前的真正“婴儿潮”期间形成的，当时正值星系首次聚集之时。每一颗都包含多达一百万个密集堆积的“第二代”恒星，这些恒星的重金属浓度非常低，表明它们是在宇宙历史的早期形成的。众所周知，我们自己的银河系至少有150个这样的星团，尽管可能还有更多。

直到今天，整个宇宙仍在形成各种大小的星团。尽管越来越稀有，但其中最大和最密集的可能会继续变成球状星团。

约翰逊说：“一个庞大的年轻恒星团保持完整的存活率非常低，大约为百分之一。”“各种内外力将这些物体拉开，形成forming宿星团之类的开放星团，或者完全分解成为星系光环的一部分。”

但是，天文学家认为，他们用ALMA观测到的物体密度足够高，它的分子气体中的质量是太阳的5000万倍，因此很有可能成为幸运星之一。

球状星团在短短的一百万年内就迅速地从其无星的胚胎阶段演化而来。这意味着ALMA发现的天体正处于其生命的一个非常特殊的阶段，这为天文学家提供了研究早期宇宙主要组成部分的独特机会。

ALMA的数据还表明，鞭炮云处于极端压力下-比典型的星际压力大大约10,000倍。这支持了以前的理论，即形成球状团簇需要高压。

在探索天线时，约翰逊和她的同事们观察到了一氧化碳分子发出的微弱辐射，这使它们能够成像并表征粉尘和气体的单云。缺乏任何明显的热辐射-附近恒星加热的气体发出的信号-证实了这个新发现的物体仍处于原始，不变的状态。

对ALMA的进一步研究可能会揭示天线星系和其他相互作用星系中原超级恒星团的其他示例，从而阐明了这些古代天体的起源以及它们在银河系演化中的作用。

国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）共同合作经营。

出版物：“天体星系中超级超级星团分子云中的物理条件”，K。E. Johnson等人，2015年，出现在《天体物理学杂志》上

研究报告的PDF副本：天线星系中预超级星团分子云的物理条件

图像：NASA / ESA哈勃，惠特莫尔（STScI）；弗吉尼亚州约翰逊（K. Johnson）; ALMA（NRAO / ESO / NAOJ）；萨克斯顿（NRAO / AUI / NSF）