近日，中国科学院上海天文台的科研人员与云南大学、美国哈佛-史密森天体物理中心、德国马克斯普朗克研究所合作，利用阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）的高分辨率观测数据，在银河系中心方向发现了一个被周围天体近距离掠过、从而产生旋臂结构的大质量新生恒星吸积盘。这一新发现证明了大质量恒星与小质量恒星的形成过程类似，二者都会经历吸积盘和飞掠等过程。该成果近日发表于国际权威学术期刊《自然·天文》。

▲从左下开始的三幅图来自数值模拟，分别是飞掠刚发生、发生后4000年、发生后8000年的状态。右上带有旋臂的吸积盘以及旁边的两个天体来自实际的ALMA观测，对应飞掠发生后12000年的状态。

在恒星形成过程中，环绕着新生恒星的周围会产生吸积盘。这个吸积盘也被称为“原恒星盘”，是恒星形成过程中的关键一环。新生恒星通过吸积盘持续地从环境中聚集气体，逐渐长大。

距离地球约2.7万光年的银河系中心是一个独特而重要的恒星形成区域，这里极其特殊的环境，使得该区域的恒星形成过程可能与太阳系周边的造星过程有所不同。

科研团队利用位于智利的ALMA干涉阵对银河系中心区域开展了长基线观测，分辨率达到了约40毫角秒——好比站在上海能看清位于北京的一只足球。

借助如此高分辨率、高灵敏度的观测，研究人员在银河系中心附近区域发现了一个直径约4000天文单位的吸积盘，正围绕着一颗32倍太阳质量的早型O型星转动。这是目前发现的质量最大的有吸积盘的原恒星之一，更是天文学家首次对银河系中心的原恒星盘的直接成像。

这项发现表明，大质量的早型O型星的形成过程中确实有吸积盘的参与，而且该结论在银河系中心这样的特殊环境下依然成立。更加出乎天文学家意料的是，这个吸积盘有一对明显的旋臂结构。这种旋臂结构在星系盘中常见，但在原恒星盘中较为罕见。

一般认为，这种旋臂结构是吸积盘自身引力不稳定，从而碎裂导致的。但是本次研究发现，这个大质量早型O型星的吸积盘中气体温度较高、湍流较强，足以维持吸积盘自身的稳定性。因此，研究人员认为存在另一个可能的解释，即旋臂是受到外部扰动产生的。

就在这个吸积盘周围几千天文单位远的地方，研究人员恰好发现了一个3倍于太阳质量的天体，可能就是外部扰动的来源。通过一系列演算，研究人员重现了这个天体在一万多年前掠过吸积盘、并在吸积盘中搅出旋臂结构的完整过程，由此验证了这个吸积盘中的旋臂很可能是周围天体造访过程留下的遗迹。

这一发现充分说明，在恒星形成的早期阶段，吸积盘演化会频繁受到类似飞掠作用的动力学过程的影响，从而显著影响恒星和行星的形成。有证据显示，大约7万年前，一对名为“舒尔茨星”的双星系统就曾近距离飞掠过太阳系，它可能扰动了奥尔特云，将一批彗星送入了内太阳系。

此次研究结果表明，对于更大质量的恒星，尤其在银河系中心这样的高恒星密度的环境中，这种飞掠作用应该极其频繁，这说明恒星形成过程中的一些物理机制是统一的。此次发现为解开大质量恒星形成之谜提供了重要线索。

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