银河系中,超过半数的恒星并非独自闪耀,而是以双星或多星系统的形式共存。这些恒星群体的相互作用,不仅塑造了星团的动力学特征,更深刻影响着恒星的演化轨迹,催生出超新星爆发、中子星合并等壮观天文现象。然而,多星系统究竟如何形成,一直是天文学界尚未完全破解的谜题。
由南京大学天文与空间科学学院科研团队领衔的国际研究组,近日在多星系统形成机制领域取得关键进展。他们利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)——这一全球最先进的射电望远镜阵列,对距离地球约4240光年的NGC6334IN恒星形成区展开高精度观测,首次发现了一个正在形成中的七颗原恒星系统(简称“七星系统”),并证实其源于原恒星盘的碎裂过程。相关成果已发表于国际权威期刊《自然·天文学》。
研究团队负责人李尚活副教授介绍,当前学界关于多星系统的形成存在两种主流理论:一是致密云核直接碎裂形成多颗恒星,二是原恒星盘因引力不稳定发生分裂。此前,团队在2024年的研究中已通过观测证实了致密云核碎裂可形成双星至五星系统。但理论模型指出,更高阶的多星系统(如六星及以上)更可能由原恒星盘碎裂产生。然而,由于缺乏直接观测证据,这一假说始终未能得到确证。
此次研究中,科研人员通过分析ALMA获取的高分辨率数据,在NGC6334IN核心区识别出一个由七颗原恒星“种子”组成的系统。这些新生恒星围绕中心旋转,其运动轨迹严格遵循开普勒定律,表明它们正嵌于一个共同的原恒星盘中。进一步的动力学模拟显示,该盘结构因自身引力不稳定而发生分裂,最终形成了这一七颗恒星共生的系统。
“这是人类首次在原恒星阶段直接观测到如此高阶的多星系统。”李尚活强调,“此前,我们仅能通过理论推导或间接证据推测高阶多星系统的形成方式,而此次观测为原恒星盘碎裂理论提供了决定性证据。”
作为该团队主导的“ROMA”项目首项成果,此次发现不仅填补了高阶多星系统形成机制的观测空白,更为后续研究指明了方向。研究合作者邱科平教授透露,团队计划依托ROMA等多个国际合作项目,对更多恒星形成区展开系统性搜寻,结合数值模拟技术,探索双星及多星系统形成的普遍规律。
据悉,ALMA望远镜阵列由66台天线组成,其最高分辨率可达毫角秒级,相当于在地球观测月球上的一枚硬币。正是凭借这一“超级望远镜”的助力,研究团队才能穿透星际尘埃,捕捉到原恒星盘碎裂的瞬间。随着观测技术的不断进步,人类对恒星诞生奥秘的理解正逐步深入。