康琳

球狀星團(tuán)是由近百萬古老恒星組成的炫目星群，是宇宙中最古老的天體。雖然很多星系當(dāng)中和周圍都存在數(shù)量豐富的球狀星團(tuán)，但是新生星團(tuán)的實(shí)例極為罕見。而產(chǎn)生新星團(tuán)

的必要條件還未被發(fā)現(xiàn)，直到現(xiàn)在。

天文學(xué)家使用阿塔卡馬大型毫米/ 亞毫米波射電陣列（ALMA）發(fā)現(xiàn)了一個(gè)即將誕生的星團(tuán)。這可能是第一個(gè)已知的星團(tuán)誕生實(shí)例：一團(tuán)極其巨大、密度極高、還沒有恒星存在的分子氣體云。

“我們可能在見證宇宙中恒星形成的最古老、最極端的模式之一”，位于夏洛茨維爾的弗吉尼亞大學(xué)天文學(xué)家凱爾西·約翰遜說，“這個(gè)不尋常的發(fā)現(xiàn)看起來就像是直接從早期宇宙中拽出來的一樣。我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具備球狀星團(tuán)所有特征但還沒開始創(chuàng)造恒星的天體，就好像找到了一個(gè)馬上要孵化的恐龍蛋?！?/p>

這個(gè)被天文學(xué)家戲稱為“爆竹”的東西距離地球約5 0 0 0萬光年，位于一對著名的相互作用星系NGC 4 0 3 8和NGC 4 0 3 9中，被統(tǒng)稱為觸角星系。它們在合并過程中產(chǎn)生的巨大潮汐力正在引發(fā)大規(guī)模的恒星形成，絕大多數(shù)都發(fā)生在密集的星團(tuán)中。

“爆竹”之所以獨(dú)一無二，在于它非凡的質(zhì)量、相對較小的規(guī)模，以及明顯缺乏恒星的存在。

天文學(xué)家之前觀測到的所有類似球狀星團(tuán)的東西都已經(jīng)充滿了恒星，因此它們的熱量和輻射已經(jīng)極大地改變了周圍的環(huán)境，抹去了它們誕生的所有證據(jù)。而這次的發(fā)現(xiàn)找到了一個(gè)原始樣本，給了天文學(xué)家一窺球狀星團(tuán)形成條件的首個(gè)機(jī)會(huì)——就算不是所有，也是大部分星團(tuán)的形成條件。

“在恒星開始形成后直到現(xiàn)在，具備這種潛力的星云只被看作是青少年，”約翰遜說，“這意味著孕育星團(tuán)的溫床已經(jīng)被破壞了。要了解球狀星團(tuán)是如何形成的，你就必須看到它真正的誕生?！?/p>

大部分球狀星團(tuán)形成于約1 2 0億年前的一次名副其實(shí)的“嬰兒潮”，這也是星系最初形成的時(shí)間。每個(gè)星團(tuán)都包含上百萬密集的“第二代” 恒星：重金屬濃度明顯要低，表明它們在宇宙歷史的很早期就形成了。我們的銀河系中已知的星團(tuán)至少有1 5 0個(gè)，當(dāng)然也可能有更多。

在整個(gè)宇宙中，各種規(guī)模的星團(tuán)直到今天還在不斷形成。雖然可能性微乎其微，但最大、最密集的星團(tuán)仍有可能繼續(xù)轉(zhuǎn)變成球狀星團(tuán)。

“大型新生星團(tuán)的存活率仍然很低，大約為1%，”約翰遜說，“各種各樣的外力和內(nèi)力將這些星團(tuán)分開，它們要么像昴宿星團(tuán)一樣形成開放星團(tuán)，要么完全瓦解，變成星系光環(huán)的一部分?！?/p>

盡管如此，天文學(xué)家還是相信他們通過ALMA觀測到的東西足夠致密，其中包含的分子氣體是太陽質(zhì)量的5 0 0 0萬倍，很有希望成為幸運(yùn)星團(tuán)的其中之一。

球狀星團(tuán)從它們的胚胎——無恒星階段——開始進(jìn)化得十分迅速，只用了短短1 0 0萬

年。這意味著ALMA 的發(fā)現(xiàn)正在經(jīng)歷它生命中非常特殊的階段，同時(shí)也為天文學(xué)家研究早期宇宙的主要構(gòu)成提供了絕佳的機(jī)會(huì)。

ALMA 的數(shù)據(jù)表明，“爆竹”正處在極端壓力之下，約為典型星際壓力的1 0 0 0 0倍。這能夠支持先前的理論：高壓是形成球狀星團(tuán)的必要條件。

在探索觸角星系的時(shí)候，約翰遜和她的同事觀察到微弱的一氧化碳分子排放，這使得他們能夠想象并描述塵埃云和氣體云的特征。觀測發(fā)現(xiàn)，“爆竹”缺乏明顯的熱輻射，即氣體被周圍恒星加熱而發(fā)出的警示信號，可以證明這個(gè)新的發(fā)現(xiàn)仍然處在原始、尚未發(fā)生變化的狀態(tài)。

ALMA 的進(jìn)一步研究可能會(huì)透露更多觸角星系和其他相互作用的星系中超級星團(tuán)雛形的實(shí)例，揭示這些古老天體的起源以及它們在星系演化中發(fā)揮的作用。