銀河系中,超過半數的恒星并非獨自閃耀,而是以雙星或多星系統的形式共存。這些恒星群體的相互作用,不僅塑造了星團的動力學特征,更深刻影響著恒星的演化軌跡,催生出超新星爆發、中子星合并等壯觀天文現象。然而,多星系統究竟如何形成,一直是天文學界尚未完全破解的謎題。
由南京大學天文與空間科學學院科研團隊領銜的國際研究組,近日在多星系統形成機制領域取得關鍵進展。他們利用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)——這一全球最先進的射電望遠鏡陣列,對距離地球約4240光年的NGC6334IN恒星形成區展開高精度觀測,首次發現了一個正在形成中的七顆原恒星系統(簡稱“七星系統”),并證實其源于原恒星盤的碎裂過程。相關成果已發表于國際權威期刊《自然·天文學》。
研究團隊負責人李尚活副教授介紹,當前學界關于多星系統的形成存在兩種主流理論:一是致密云核直接碎裂形成多顆恒星,二是原恒星盤因引力不穩定發生分裂。此前,團隊在2024年的研究中已通過觀測證實了致密云核碎裂可形成雙星至五星系統。但理論模型指出,更高階的多星系統(如六星及以上)更可能由原恒星盤碎裂產生。然而,由于缺乏直接觀測證據,這一假說始終未能得到確證。
此次研究中,科研人員通過分析ALMA獲取的高分辨率數據,在NGC6334IN核心區識別出一個由七顆原恒星“種子”組成的系統。這些新生恒星圍繞中心旋轉,其運動軌跡嚴格遵循開普勒定律,表明它們正嵌于一個共同的原恒星盤中。進一步的動力學模擬顯示,該盤結構因自身引力不穩定而發生分裂,最終形成了這一七顆恒星共生的系統。
“這是人類首次在原恒星階段直接觀測到如此高階的多星系統。”李尚活強調,“此前,我們僅能通過理論推導或間接證據推測高階多星系統的形成方式,而此次觀測為原恒星盤碎裂理論提供了決定性證據。”
作為該團隊主導的“ROMA”項目首項成果,此次發現不僅填補了高階多星系統形成機制的觀測空白,更為后續研究指明了方向。研究合作者邱科平教授透露,團隊計劃依托ROMA等多個國際合作項目,對更多恒星形成區展開系統性搜尋,結合數值模擬技術,探索雙星及多星系統形成的普遍規律。
據悉,ALMA望遠鏡陣列由66臺天線組成,其最高分辨率可達毫角秒級,相當于在地球觀測月球上的一枚硬幣。正是憑借這一“超級望遠鏡”的助力,研究團隊才能穿透星際塵埃,捕捉到原恒星盤碎裂的瞬間。隨著觀測技術的不斷進步,人類對恒星誕生奧秘的理解正逐步深入。











