分子云中的非热运动,尤其是湍流,可在恒星形成早期为云核提供抵抗引力坍缩的支撑。随着物质在云核尺度上不断聚集,湍流可能由超声速逐渐减弱至跨声速或声速水平,使云核更易发生引力坍缩。因此,研究早期云核中湍流的演化,有助于理解恒星形成的初始条件。
本研究基于甚大阵列(VLA)和绿岸射电望远镜(GBT)的K波段观测数据,分析了4个70 微米红外暗云块中的气体运动学。通过比较1.3 cm与1.3 mm连续谱观测结果,我们发现这些云块缺乏明显的自由—自由辐射,表明它们均处于恒星形成的早期阶段。随后,我们利用氨分子NH3(1,1)谱线的卫线识别致密云核,并通过谱线拟合获得气体动温度和速度弥散,进一步分析非热速度弥散随云核半径的变化。研究发现,云核中的非热运动呈现两种趋势:部分云核的非热速度弥散由外向内减小,表明湍流在中心区域逐渐耗散,从而削弱对引力坍缩的支撑;另一些云核则表现出中心区域非热运动增强的特征,可能与恒星形成启动后的外流等反馈活动有关。这些结果揭示了湍流耗散与恒星反馈在云核不同演化阶段中的作用。
该研究成果已发表于《Astronomy & Astrophysics》(A&A)

Fig 1. 背景图为氨分子卫线的积分强度图。红色和黑色等值线分别表示1.3 cm和1.3 mm连续谱辐射,蓝色等值线勾勒出致密云核结构。

Fig 2. 左图背景为氨分子主线的速度弥散分布,蓝色椭圆表示云核的大小,黑色等值线表示1.3 mm连续谱辐射。同心圆环对应从云核中心向外递增的径向距离。右图展示非热运动随半径的变化,其中纵轴表示非热速度部分。
论文作者:欧超(博士研究生),李尚活(南京大学,通讯作者)王均智(通讯作者),李郁强(韩国天文研究院),林淑婷(厦门大学),Ian W. Stephens (哈佛大学),张其洲(哈佛大学),张波(中国科裸聊直播
上海天文台)
arXiv论文链接://doi.org/10.48550/arXiv.2606.16355