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研究作者及机构
本研究的主要作者包括Maria T. Beltrán（巴塞罗那大学天文与气象系）、Riccardo Cesaroni（阿切特里天文台）、Claudio Codella（意大利国家射电天文研究所）、Leonardo Testi（阿切特里天文台）、Ray S. Furuya（日本国立天文台）和Luca Olmi（意大利国家射电天文研究所）。该研究于2006年9月28日发表在《Nature》期刊上。
学术背景
研究领域为天体物理学，具体关注大质量恒星的形成机制。长期以来，科学家认为低质量恒星（如太阳）通过从周围物质中吸积气体形成。然而，对于质量超过太阳10倍的大质量恒星，其强大的辐射压力被认为会抑制吸积过程，从而限制其质量增长。然而，观测表明质量超过10倍太阳质量的恒星确实存在，因此需要解释其形成机制。非球对称吸积（non-spherical accretion）理论提出，通过让部分光子沿对称轴逃逸，可以降低辐射压力对吸积的抑制。近年来，对年轻大质量恒星周围旋转盘（rotating disks）和环状结构（toroids）的观测支持了这一理论。本研究旨在通过观测高质量恒星形成区域的氨分子（NH₃）谱线，验证非球对称吸积理论。
研究流程
1. 研究对象与区域
研究区域为G24.78+0.08，这是一个距离地球7.7千秒差距（kpc）的大质量恒星形成区域。该区域包含一个年轻恒星团，其中三个恒星与旋转环状结构相关。研究重点为G24 A1，其中心存在一个超致密H II区（hypercompact H II region），直径约为0.2角秒（约1,500天文单位），位于环状结构的几何中心。
观测设备与方法
研究使用美国国家射电天文台（NRAO）的甚大阵列（Very Large Array, VLA）干涉仪，在B配置下同时观测1.3厘米波段的连续谱发射和氨分子（NH₃）(2,2)反转跃迁谱线。此外，还使用了法国IRAM高原德比尔（Plateau de Bure）干涉仪（PdBI）在1.4毫米波段观测甲基氰（CH₃CN）谱线，以分析环状结构的旋转特性。
数据分析
通过分析NH₃谱线的吸收特征，研究团队检测到气体向中心恒星的内流（infall）现象。具体而言，NH₃卫星谱线的吸收峰呈现红移（redshifted），表明气体以约2 km/s的速度向恒星移动。同时，NH₃主谱线的吸收特征表明存在外流（outflow）气体，其蓝移（blueshifted）吸收较弱且更宽。CH₃CN谱线的速度梯度进一步证实了环状结构的旋转特性。
质量吸积率估算
基于NH₃(2,2)跃迁的强度和气体温度，研究团队估算了内流气体的柱密度（column density），并结合自由落体假设计算了质量吸积率（mass accretion rate）。结果表明，质量吸积率远高于球对称吸积情况下抑制H II区形成的临界值，支持非球对称吸积的存在。
主要结果
1. 内流与外流的共存
研究首次在同一个大质量天体（G24 A1）中同时检测到内流、外流和旋转现象。这一发现为高质量恒星形成机制提供了直接观测证据。
非球对称吸积的证据
NH₃谱线的吸收特征表明，气体以非球对称方式向中心恒星吸积。这一结果与理论预测一致，支持大质量恒星通过环状结构或盘状结构吸积形成的模型。
质量吸积率的估算
研究估算的质量吸积率表明，吸积过程足以克服辐射压力，从而支持大质量恒星的形成。这一结果解决了传统模型中大质量恒星形成时间过长的问题。
结论与意义
本研究通过观测G24.78+0.08区域的高质量恒星形成过程，首次提供了内流、外流和旋转共存的直接证据，支持非球对称吸积作为大质量恒星形成的主要机制。这一发现不仅深化了对大质量恒星形成过程的理解，还为相关理论模型提供了重要的观测约束。此外，研究还表明，非球对称吸积可以显著缩短大质量恒星的形成时间，为解释宇宙中高光度天体的快速形成提供了新的视角。
研究亮点
1. 首次同时检测到内流、外流和旋转
这一发现为大质量恒星形成机制提供了关键观测证据。
非球对称吸积的直接验证
研究结果支持非球对称吸积理论，为大质量恒星形成提供了新的解释。
高质量观测数据的应用
研究结合了VLA和PdBI的观测数据，展示了多波段观测在天体物理学研究中的重要性。
其他有价值内容
研究还讨论了非球对称吸积对超致密H II区长期存在的影响，提出吸积过程可以抑制H II区的膨胀，从而延长其寿命。这一发现为理解恒星形成区域的演化提供了新的思路。
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