解开星团中有多少年轻恒星？

此前利用美国国家航空航天局的钱德拉x射线天文台，天文学家已经确定了152个x射线源，包括在蛇形南星系团中的95个新年轻恒星(YSOs)。南蛇座星系团距地球约1400光年，是一个年轻且深埋的低质量恒星形成区域。天文学家估计它大约有5光年宽，包含600多颗年轻恒星。先前对南蛇座星系的观察表明，它是当地星系中已知的最年轻的这类区域。

这使得该区域成为集群环境中磁盘演化研究的理想目标。哈佛大学史密森天体物理中心(CfA)的天文学家团队进行了一项这样的研究，由伊莱恩·温斯顿(Elaine M. Winston)领导。研究人员使用钱德拉太空望远镜在最早的阶段检测了南蛇座的结构和圆盘特性。

博科园-科学科普：这些观测使他们得以更新这一星团的恒星普查数据。对南蛇座星群进行了钱德拉x射线研究，总共检测到152个x射线源。这项研究确定了152个x射线源。此外利用美国宇航局斯皮策太空望远镜和两微米全天空观测(2MASS)提供的数据，152个x射线源中有66个与红外线源匹配。在这66个源中，21个被分类为第I类源，6个为平面谱，16个为第II类对象，18个被识别为第III类无磁盘簇，其余5个来源仍未知，此外，温斯顿的研究小组还发现了95个新的YSOs。在66个红外匹配的x射线源中，有35个被识别出来，其余的被报告为新近解析的红外YSOs。

斯皮策清晰和MIPS三原色图像巨蛇座南部和W40区域，暗尘埃丝穿过巨蛇座南清晰可见。内框勾勒出钱德拉ACIS-I视场，外框勾勒出蛇形南红外视场。图片：Winston et al., 2018.

发现这样的天体对天文学家来说很重要，因为YSOs在南蛇座这样的年轻星系团中的分布为该地区的形成历史以及子星系团的相对年龄提供了线索。它还可以揭示集群中是否可能发生任何外部触发。研究人员特别指出，确定这一年轻星团中是否存在III类无盘YSOs的老年群体，以及年轻恒星星团中达到这一演化阶的比例，至关重要。这样的研究对于区分恒星周围物质的时间演化是很重要。

除了发现新的YSOs，科学家们还在南部的蛇类中进行了鉴定。这三个中心子团簇是沿中心灯丝形成的恒星结。第四颗是在西方发现的；然而，研究人员强调，这一亚群可能与南蛇群无关。我们星系中大约25%年轻恒星形成于星系团的环境中，星系团中的恒星彼此之间的距离常常非常近，足以影响它们吸积气体和成长的方式。

天文学家试图了解恒星形成的细节，例如大质量恒星相对于低质量恒星的相对丰度，必须考虑到这种复杂的聚类效应，衡量一个集群的实际数量统计数据也不容易。年轻恒星被嵌在隐藏的母体物质云中。然而红外辐射可以逃逸，天文学家利用光谱能量分布的形状(即不同波长发射的相对通量)探测这些红外波长区域，以诊断年轻恒星的性质：其质量、年龄、吸积活动、发育盘和类似性质。

一个主要的复杂之处在于，用于测量SED的各种望远镜和仪器都有很大的不同大小的光束，它们包围着一个星系团中的多个物体。因此SED中的每个点都是所有组成恒星的发射的混合，最长波长数据点(来自最大的光束)覆盖空间区域可能比最短的波长点大10倍。CfA的天文学家Rafael Martinez-Galarz和Howard Smith以及他们的两位同事开发了一种新的统计分析技术来解决集群环境中混淆SEDs问题。

星群形成区域，左为该星系团的高空间分辨率红外图像；在彩色的圆圈中可以看到三颗年轻的恒星，白色的圆圈表示基准大小。右图是用另一种仪器观察到的波长较长的星团。这三颗星混合在一起了。一项新技术确定了每颗恒星对这张和其他长波长的图像做出最可能的贡献，并利用它来推断恒星的性质。图片：Martinez-Galarza et al 2018

利用每个区域最高的空间分辨率图像，研究小组确定了可区分的恒星(至少有这么多恒星在星团中)以及它们在这些波长上的发射。将贝叶斯统计方法与一个巨大的模拟年轻恒星SEDs网格相结合，以确定每个单个SED的最可能延续到混合的较长波长波段，从而确定每个恒星的质量、年龄和环境参数的最可能值，结果加和不是唯一的，但是是最有可能的解。

天文学家将他们的方法应用于由斯皮策太空望远镜的红外阵列照相机观测到的70个年轻的低质量星团，并推导出物理性质。结果与人们对恒星质量分布的普遍预期非常一致。还发现了一些意想不到的初步结果，包括集群的总质量与其最大成员的质量之间的关系。研究小组计划扩展SED分析所包含的波长范围，并增加分析的簇数。

博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《arxiv》｜研究/来自：哈佛史密森尼天体物理中心，康奈尔大学

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