通过对拥挤的大规模年轻恒星团进行3年哈勃研究发现的行星形成关键

此图显示了哈勃25周年致敬中闪闪发光的核心。韦斯特隆德2号是一个由大约3000颗恒星组成的巨大星团，位于距船底星座20,000光年的地方。哈勃望远镜的近红外摄像头穿过尘土笼罩的面纱，笼罩着恒星苗圃，使天文学家清楚地看到了中央星团中密集的恒星。

哈勃发现，与最亮星的“距离”是保存原始光盘的关键

美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜用于对拥挤，巨大和年轻的恒星团韦斯特隆德2号进行了为期三年的研究。研究发现，围绕星团中心的恒星周围的物质神秘地缺少大量密集的尘埃云，这些尘埃云有望在几百万年内成为行星。它们的消失是由星团中最大，最亮的恒星腐蚀和散布相邻恒星的气体和尘埃圆盘引起的。这是天文学家第一次分析一个极致密的恒星团，以研究哪些环境有利于行星的形成。

这项2016年至2019年的时域研究旨在研究恒星在其早期演化阶段的特性，并追踪其星际环境的演化。这些研究以前仅限于最近的，低密度的恒星形成区域。现在，天文学家第一次使用哈勃太空望远镜将这项研究扩展到了韦斯特伦德2号银河系中为数不多的年轻巨大星团之一的中心。

这张NASA / ESA哈勃太空望远镜拍摄的Westerlund 2星团及其周围环境的图像，已经发布，目的是庆祝哈勃25周年，以及25年的新发现，令人惊叹的图像和杰出的科学。图像的中心区域包含星团，将高级调查相机拍摄的可见光数据与广角相机3拍摄的近红外光混合在一起。周围区域由高级勘测相机拍摄的可见光观察组成。

现在，天文学家已经发现，在该星团的中心区域形成行星的时间很艰难。观测结果还表明，星团外围的恒星确实在其圆盘中嵌入了巨大的形成行星的尘埃云。为了解释为什么韦斯特隆德2号中的某些恒星很难形成行星而另一些恒星没有形成行星，研究人员认为这很大程度上是由于位置所致。星团中最重，最亮的恒星聚集在核心。Westerlund 2至少包含37个超大质量恒星，有些恒星重达100个太阳质量。它们起泡的紫外线和像飓风一样的恒星风就像喷灯一样，侵蚀着周围恒星周围的圆盘，驱散了巨大的尘埃云。

“基本上，如果您有巨星，它们的能量将改变盘的性质，”美国巴尔的摩太空望远镜科学研究所的首席研究员埃琳娜·萨比（Elena Sabbi）解释说。“您可能仍然有一个圆盘，但是恒星会改变圆盘中尘埃的成分，因此很难形成稳定的结构，最终将其引向行星。我们认为尘埃要么在100万年内蒸发掉，要么其组成和大小发生了巨大变化，以至于行星没有形成的构造块。”

该视频显示了由美国宇航局/欧洲航天局哈勃太空望远镜拍摄并发布以庆祝其成立25周年的恒星Westerlund 2星团新图像的平移。

Westerlund 2是一个独特的实验室，用于研究恒星的演化过程，因为它相对较近，相当年轻，并且拥有丰富的恒星种群。该星团位于一个名为29号口香糖的恒星繁殖地，位于Carina（船龙骨）星座约14000光年。恒星托儿所很难被观测到，因为它被尘埃包围，但是哈勃的广角相机3可以在近红外光下窥视尘土飞扬的面纱，从而使天文学家可以清楚地看到星团。哈勃的敏锐视野被用来解析和研究中央星团中密集的恒星。

“韦斯特隆德2号年龄不到200万年，在银河系中拥有一些最庞大，最炙手可热的年轻恒星，”加那利大学和拉古纳大学成员丹尼·列侬（Danny Lennon）说。 。“因此，这些星团的周围环境不断受到强大的恒星风和来自这些巨型行星的紫外线的轰炸，这些巨型行星的质量高达太阳的100倍。”

萨比（Sabbi）和她的小组发现，在韦斯特隆德2号（Westerlund 2）近5000颗恒星中，质量介于太阳质量的0.1至5倍之间，其中1500颗的光度出现了剧烈波动，这通常被认为是由于存在大的尘土结构和行星小行星。轨道材料会暂时阻挡某些星光，从而导致亮度波动。但是，哈勃望远镜只检测到中心区域外恒星周围的尘埃粒子签名。他们没有发现位于中心四光年以内的恒星的亮度下降。

这段视频显示了哈勃为庆祝望远镜成立25周年而拍摄的飞行过程，该飞行过程是通过哈勃对星团Westerlund 2的新近拍特写拍摄的。

萨比解释说：“我们认为它们是行星上的小行星或结构。”“这些可能是最终导致更多进化系统中的行星的种子。这些是我们看不到的非常接近恒星的系统。我们只能在中心以外的系统中看到它们。”

多亏了哈勃（Hubble），天文学家现在可以看到恒星在早期宇宙这样的环境中如何增生，在早期宇宙中，星团由怪物恒星控制。到目前为止，附近最有名的恒星环境中有大量恒星，是猎户星云中的恒星诞生区。但是，Westerlund 2由于拥有更多的恒星人口而成为更富裕的目标。

Sabbi说：“ Westerlund 2为我们提供了质量如何影响恒星演化，恒星演化如何的更好的统计数据，并且我们看到了恒星盘的演化以及恒星反馈在改变这些系统的特性中的重要性。”“我们可以使用所有这些信息来为行星形成和恒星演化模型提供信息。”

来自“数字化天空调查”的这张图片显示了星团Westerlund 2及其周围。为庆祝NASA / ESA哈勃太空望远镜成立25周年，发布了Westerlund 2的新图像。

这个星团还将成为即将到来的NASA / ESA / CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜（一个红外天文台）进行后续观测的绝佳目标。哈勃曾帮助天文学家识别出可能具有行星结构的恒星。使用韦伯望远镜，研究人员将能够研究恒星周围的哪些盘片不吸收物质，哪些盘片仍具有可以积聚到行星中的物质。韦伯还将研究圆盘在不同进化阶段的化学性质，并观察它们的变化，以帮助天文学家确定环境在其进化过程中所起的作用。

列侬说：“这项工作的主要结论是，巨大恒星的强大紫外线辐射会改变邻近恒星周围的圆盘。”“如果詹姆斯·韦伯太空望远镜的测量结果证实了这一点，那么这一结果也可以解释为什么行星系统在古老的大型球状星团中很少见。”

参考：“使用哈勃太空望远镜对年轻的大规模星团Westerlund 2进行时域研究。I”，E。Sabbi，M。Gennaro1，J。Anderson，V。Bajaj，N。Bastian，JS Gallagher III，M。Gieles，DJ Lennon，A。Nota，KC Sahu和P. Zeidler，2020年3月18日，天体物理学杂志
10.3847 / 1538-4357 / ab7372