- 龙蛋เป็น胚胎恒星ขนาดใหญ่ที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการก่อตัวของดาวฤกษ์ในระยะเริ่มต้น
- นักวิจัยได้สำรวจทฤษฎีสองประเภท: การยุบตัวของแกนขนาดใหญ่หรือการเติบโตของเมล็ดพันธุ์ขนาดเล็กที่ดึงดูดวัสดุ
- การสังเกต C2c1a เปิดเผยโครงสร้างและการขาดการไหลออกของก๊าซร้อนที่สำคัญ
- ปัจจุบันยังไม่แน่ใจถึงมวลของ龙蛋และว่ามันได้ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ต้นกำเนิดแล้วหรือไม่
มีการค้นพบที่น่าสนใจเกี่ยวกับอาจเป็น胚胎恒星ขนาดใหญ่ที่มีลักษณะโดดเด่น รวมถึงศูนย์กลางที่มีความหนาแน่นสูงมาก การเก็บกักก๊าซเย็นและฝุ่นจำนวนมาก และการขาดสัญญาณการไหลออกของพลังงานที่ชัดเจน วัตถุที่ถูกเรียกว่า "龙蛋" นี้อาจให้มุมมองที่หายากในการทำความเข้าใจว่าดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เริ่มต้นการก่อตัวอย่างไร นักวิจัยได้อธิบายว่าวัตถุนี้เป็น "ผู้สมัครแกนขนาดสูงที่มีแนวโน้ม" อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถระบุได้ว่ามวลที่รวมอยู่ในแกนขนาดเล็กนี้มีมากน้อยเพียงใด หรือว่ามันได้ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ต้นกำเนิดแล้วหรือไม่ ซึ่งทำให้วัตถุนี้น่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ยังคงถกเถียงกันว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อยแปดเท่าของดวงอาทิตย์นั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร
ทฤษฎีการก่อตัวของดาวฤกษ์สองประเภท
ทฤษฎีหนึ่งเสนอว่า แกนขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นก่อนแล้วจึงยุบตัวเป็นดาวฤกษ์ ในขณะที่อีกทฤษฎีหนึ่งเชื่อว่า เมล็ดพันธุ์ขนาดเล็กจะเติบโตโดยการดึงดูดวัสดุจากเมฆรอบข้าง การเปิดเผยโครงสร้างของวัตถุในระยะเริ่มต้นนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบทฤษฎีที่แข่งขันกันได้
龙蛋ได้รับการกำหนดชื่อว่า C2c1a ตั้งอยู่ในเมฆมืดอินฟราเรดที่เรียกว่า 龙云 ห่างจากโลกประมาณ 16,300 ปีแสง กลุ่มแม่ของมันมีมวลประมาณ 1,061 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่ปล่อยพลังงานน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับมวล ซึ่งบ่งชี้ว่ามันอาจอยู่ในระยะเริ่มต้นของการก่อตัวของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ การสังเกตเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า C2c1a มีมวลระหว่าง 20 ถึง 30 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่ไม่สามารถระบุได้ว่ามวลเหล่านี้มีการกระจายตัวอย่างไรหรือว่ามันได้ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ต้นกำเนิดแล้วหรือไม่ เพื่อทำการตรวจสอบ ทีมงานนำโดย Ashley Thomas Barnes จาก European Southern Observatory ได้ใช้ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ในการสังเกตพื้นที่นี้ที่ความยาวคลื่น 1.3 มิลลิเมตร
ผลการสังเกตใหม่ได้เปิดเผยส่วนประกอบหกส่วน: แหล่งที่สว่างที่สุด C2c1a(a) ส่วนที่สำคัญอีกหนึ่งส่วน C2c1b และโครงสร้างที่มืดอีกสี่ส่วน แตกต่างจากพื้นที่รอบข้าง C2c1a(a) ยังคงเป็นแหล่งที่หนาแน่นเพียงหนึ่งเดียว โดยมีรัศมีประมาณ 87 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) หน่วยดาราศาสตร์หนึ่งคือระยะเฉลี่ยระหว่างโลกและดวงอาทิตย์ ในขอบเขตของความละเอียดในการสังเกตที่ประมาณ 175 AU ไม่พบเศษชิ้นส่วนที่เล็กกว่า
“พื้นที่นี้ถูกเปิดเผยว่าเป็นเศษชิ้นส่วนหลายชิ้น แต่ส่วนประกอบที่สว่างที่สุด C2c1a(a) ยังคงเป็นยอดที่หนาแน่นเดียวจนถึงประมาณ 175 AU” ผู้เขียนการศึกษาเสริม แหล่งที่หนาแน่นนี้มีอุณหภูมิความสว่างประมาณ 40 เคลวิน ขณะที่อุณหภูมิของก๊าซที่คาดการณ์จากการสังเกตก่อนหน้านี้อยู่ที่ประมาณ 10 เคลวิน ความแตกต่างนี้บ่งชี้ว่ามีความชันของอุณหภูมิที่รุนแรง โดยพื้นที่ภายในจะอบอุ่นและฝังอยู่ในวัสดุที่เย็นกว่า อย่างไรก็ตาม แหล่งที่หนาแน่นนี้ตั้งอยู่ในพื้นที่เก็บกักที่ใหญ่กว่า ซึ่งมีมวลก๊าซและฝุ่นประมาณ 110 เท่าของดวงอาทิตย์ และมีขนาดประมาณ 10,000 AU
วัสดุบางส่วนอาจจะถูกจัดหาให้กับวัตถุที่กำลังพัฒนา แม้ว่าการสังเกตจะไม่สามารถระบุได้ว่าจะมีวัสดุจำนวนเท่าใดที่จะเกิดขึ้นเช่นนี้
ความหมายของการขาดการไหลออก
นักวิจัยได้ค้นหาสัญญาณการปล่อยก๊าซร้อนที่อาจบ่งบอกถึงการก่อตัวของดาวฤกษ์ รวมถึงการไหลออกของวัสดุที่มักเกิดจากดาวฤกษ์อายุน้อย แต่พวกเขาไม่พบสัญญาณก๊าซร้อนที่ชัดเจนในศูนย์กลาง และไม่พบการไหลออกที่มีความเร็วสูงที่เกี่ยวข้องกับแหล่งที่หนาแน่นนี้ “การไหลออกที่อ่อนแอ ลึกซึ้ง หรือไม่เอื้ออำนวยต่อการสังเกตก็ไม่สามารถถูกตัดออกได้ แต่ข้อมูลปัจจุบันไม่ได้แสดงลักษณะการไหลออกที่ชัดเจนจากแหล่งที่หนาแน่นนี้” ผู้เขียนการศึกษาได้กล่าวไว้ มีการปล่อยโมเลกุลที่อ่อนแอบางส่วน แต่พวกมันกระจายอยู่ทั่วพื้นที่ แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่ศูนย์กลาง แหล่งนี้อาจจะเย็น หรือฝุ่นหนาอาจบดบังวัสดุที่อบอุ่นภายใน
การขาดการไหลออกที่ชัดเจนก็ไม่ได้ตัดโอกาสการมีอยู่ของดาวฤกษ์อายุน้อย: การไหลออกที่อ่อนแอ ลึกซึ้ง หรือไม่เอื้ออำนวยต่อการสังเกตก็อาจหลบเลี่ยงการตรวจจับได้ มวลของแกนก็ยังไม่แน่ชัด ตามการประมาณการจากอุณหภูมิของฝุ่นและวิธีการปล่อยรังสีของมัน มวลอาจอยู่ในช่วงประมาณ 2 ถึง 30 เท่าของดวงอาทิตย์ มันอาจจะเป็นแกนที่เย็นขนาดใหญ่ หรืออาจจะเป็นวัตถุที่มีมวลน้อยกว่าและอบอุ่นที่ถูกล้อมรอบด้วยพื้นที่เก็บกักที่ใหญ่กว่า
โครงสร้างที่หนาแน่นและการขาดกิจกรรมของดาวฤกษ์ที่ชัดเจนสอดคล้องกับแบบจำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์ก่อนหน้านี้ ซึ่งเสนอว่าแกนขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นก่อนที่จะยุบตัวเป็นดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตาม ผลการสังเกตไม่สามารถตัดโอกาสของเมล็ดพันธุ์ขนาดเล็กที่เติบโตจากการรวมวัสดุรอบข้างได้ ต้องมีการวัดอุณหภูมิของฝุ่น โครงสร้างภายใน และการเคลื่อนไหวของก๊าซอย่างละเอียดมากขึ้นเพื่อระบุเนื้อหาของ龙蛋 ขณะนี้ ALMA ได้เปิดเผยแหล่งที่หนาแน่นอย่างมากที่อยู่ภายในพื้นที่เก็บกักขนาดใหญ่ แต่คำถามสำคัญเกี่ยวกับวิธีการที่วัตถุในศูนย์กลางจะเติบโตยังไม่ได้รับคำตอบ การศึกษานี้ได้เผยแพร่ในวารสารวิชาการ arXiv
การสังเกต龙蛋มีผลต่อทฤษฎีการก่อตัวของดาวฤกษ์อย่างไร
การค้นพบ龙蛋ได้ให้เบาะแสที่สำคัญแก่ดาราศาสตร์ในการศึกษาการก่อตัวของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ โครงสร้างและลักษณะของวัตถุสนับสนุนทฤษฎีก่อนหน้านี้ที่ว่าแกนขนาดใหญ่จะต้องมีอยู่ก่อนที่จะเกิดดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตาม การขาดการไหลออกของก๊าซร้อนและกิจกรรมของดาวฤกษ์ที่ชัดเจน อาจบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของกลไกการก่อตัวอื่น ๆ ผลการสังเกตเหล่านี้ไม่เพียงแต่ท้าทายแบบจำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์แบบดั้งเดิม แต่ยังเน้นความจำเป็นในการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจลักษณะของกระบวนการก่อตัวของดาวฤกษ์และระยะเริ่มต้นของมัน