LDN 1551:金牛座暗星云中的多重恒星孵化场
在金牛座复杂的星际介质网络深处,一块编号为 LDN 1551(Lynds Dark Nebu 1551)的暗星云,以其多层次的结构和活跃的恒星形成活动,成为研究恒星诞生过程中物质与能量流动的经典范例。这片距离地球约 450 光年 的星云,尽管在可见光波段几乎完全不透明,却在红外和射电波段展示出一个高度动态的恒星育婴室——拥有至少三颗正在形成中的年轻恒星、错综复杂的分子外流系统,以及一片富含有机分子的暗云环境。
LDN 1551 的宇宙建筑学
这片分子云的质量约为 80 倍太阳,横跨近 3.5 光年 的区域,其结构宛如一座宇宙迷宫:
外围纤维网络:
通过 赫歇尔空间天文台 的远红外成像,科学家发现 LDN 1551 的外围由至少五条相互交错的尘埃纤维组成,每条宽度约 0.2 光年,长度延伸 2-4 光年。这些纤维的密度和温度梯度表明,它们可能是 超音速湍流 和 磁场张力 相互作用的结果,形成了一种 星际高架桥 般的结构。
核心坍缩区:
在星云的最深处,ALMA 亚毫米波干涉仪观测到了一个尺度仅 0.03 光年 的致密核心——LDN 1551-IRS 5,这里的氢气密度高达 10? 分子/立方厘米,比整个分子云的平均值高出近 1000 倍。该区域的核心温度却保持相对恒定在 15 开尔文,表明某种未知的冷却机制在抵抗引力坍缩的加热效应。
分子气体外流系统:
最引人注目的是这里的三组分子外流结构,它们分别源自不同的原恒星:
东北方向的高速喷流(红移瓣):由 CO 发射跟踪,速度可达 50-100 k/s,延伸超过 1 光年;
西南方向的低速泡状结构(蓝移瓣):由 H? 2.12 微米 发射标记,呈现扩张速率仅 10-20 k/s 的热气泡;
垂直面的第三组分流:在 2023 年由 JWST 的中红外光谱确认,推测是早期恒星爆发留下的遗迹。
这三股外流相互交织,形成了类似 宇宙台风 的动力学环境,它们的能量总和约 10?? 尔格,足以摧毁整个星云,却又诡异地维持着某种平衡状态。
恒星形成的三重奏
LDN 1551 的演化之所以特殊,是因为它同时孕育了 三种不同发育阶段 的原恒星:
1. LDN 1551-IRS 5(Css 0 型原恒星)
估计质量仅 0.1-0.3 太阳质量,但已展现出惊人的分子外流能力;
HCO? 毫米波谱线观测 显示其吸积率约为 3×10?? 太阳质量/年;
特别的是,其喷流中 SiO 分子 的丰度比典型星际介质高 1000 倍,这可能意味着该星正在撕碎周围的硅酸盐尘埃壳。
2. HH 30(Css I 型星周盘系统)
着名的赫比格-哈罗天体,光学影像展示出一对完美的 双极喷流 结构;
喷流轴与盘面夹角仅 5°,表明吸积盘 几乎正对地球视线方向;
2024 年 ALMA 观测 在盘面检测到 1.3 毫米尘埃间隙,暗示 行星形成已启动。
3. VLA 1623(罕见的 Css -I 期原恒星)
被认为是目前观测到的 最年轻(< 1000 岁)恒星候选体之一;
几乎 全部能量 由坍缩引力提供,仅有微量红外辐射泄露;
在 850 微米波段 观测到了 螺旋结构,可能是早期磁旋转不稳定的化石证据。
这三颗星体的相互位置构成一个 0.5 光年宽的不等边三角形,引力计算表明它们并非独立形成,而是源于同一片分子云的 分级碎裂。
星际化学的前生命合成实验
LDN 1551 的分子组成极其丰富,远超典型暗星云的平均水平。通过 IRAM 30 米望远镜 的谱线扫描,科学家在此发现了:
氘代分子军团:
D?CO(双氘甲醛)、D(氘代氰化氢)等同位素体;