高质量恒星形成新机制：ALMA揭示大质量原恒星通过延伸流吸积物质

研究人员利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)高分辨率观测，发现大质量年轻恒星G336 ALMA1通过延伸的流结构(streamers)直接吸积物质，绕过了传统盘状结构，其吸积速率达10-3 M⊙ year-1，足以克服辐射反馈，为破解大质量恒星形成难题提供了新视角。

　　

在恒星形成领域，大质量恒星（质量>8 M_⊙）的诞生机制长期存在理论困境。传统模型认为，恒星通过角动量守恒形成的吸积盘(disk)获取物质，但大质量恒星强烈的辐射反馈会阻碍球对称吸积。这引发核心问题：大质量恒星如何突破"辐射压力屏障"持续吸积物质？

为解答这一难题，由Olguin等领导的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表重要成果。他们选择银河系大质量核G336.018-00.827（简称G336 ALMA1）为研究对象，利用ALMA望远镜在1.3毫米波段开展28毫角秒（约86天文单位）的高分辨率观测，结合CH₃OH分子谱线和SO分子示踪技术，首次揭示了大质量原恒星通过非对称流结构直接吸积物质的全新机制。

关键技术包括：1）ALMA多阵列配置观测获取28 mas高分辨率数据；2）甲醇CH₃OH(18_3,15-17_4,14)A谱线追踪热气体动力学；3）SO分子基态和振动激发态示踪激波；4）基于角动量守恒的流线模型(IRE)拟合运动学特征；5）连续谱辐射测量质量分布。

【更高分辨率的ALMA观测】

观测显示系统中心存在一个未分解的致密源（ALMA1，尺寸121 au），与西侧的蓝移流相连。不同于低质量恒星系统中常见的Keplerian盘，该源周围未检测到传统吸积盘结构，仅在离心半径（500 au）内发现持续的流结构。

【旋转与下落运动】

通过甲醇谱线首次捕捉到流结构从2000 au延伸至61 au的完整运动轨迹。动力学建模显示：外部流（>500 au）符合下落-旋转包络(IRE)模型，内部流（<500 au）速度分布更接近Keplerian旋转，表明物质在离心半径处发生运动模式转变。

【激波气体特征】

振动激发的SO分子在离心半径处出现聚集，对应速度突变区。研究提出两种激波形成机制：流物质与包络背景物质碰撞（方案A），或流穿越中平面后形成螺旋轨迹（方案B），这解释了观测到的气体堆积现象。

【物质聚集与恒星喂养】

定量分析表明：蓝移内流质量达0.6 M_⊙，吸积速率约10^-3 M_⊙ year^-1，比外流高一个量级。力学计算显示流产生的冲击力（10²⁴ N）远超恒星辐射压力（10²² N），证实其能克服反馈障碍。

这项研究颠覆了传统盘主导的恒星形成认知，揭示流结构可替代盘成为大质量恒星吸积的主要通道。其重要意义在于：1）解释了辐射反馈环境下恒星持续增长的物理机制；2）为恒星形成质量上限理论提供新约束；3）表明分子云中各向异性吸积可能比对称吸积更高效。ALMA观测与创新动力学模型的结合，为理解不同质量尺度恒星形成建立了统一框架。