近日，由中国科学院上海天文台张遂楠博士领衔的国际研究团队，利用世界上最先进的毫米波/亚毫米波干涉阵ALMA望远镜，在银河系中心发现了独特的层级式原恒星团结构，揭示了该区域大质量恒星形成受抑制的关键机制，这一研究成果发表于国际期刊《The Astrophysical Journal Letters》。

银河系的中心是一个神秘的区域：这里的中心分子带（Central Molecular Zone，简称CMZ）聚集了相当于几千万倍太阳质量的气体，然而其中诞生的恒星数量却远低于预期。科学家们认为这一反常现象可能与银河系中心“混沌”和暴烈的极端环境有关，例如剧烈的气体湍动、强力的星际磁场和来自超大质量黑洞Sgr A*的反馈和频繁超新星爆发的能量注入。但由于银河系中心距离地球27,000光年，十分遥远，过去的研究受限于观测设备的分辨能力，未能深入揭示银河系中心的极端环境对恒星形成具体的调控机制。

凭借ALMA的极强的分辨能力和灵敏探测，研究人员发现了CMZ中的数个“恒星胚胎群”，其中每个恒星胚胎的尺寸仅有约数百天文单位大小，正孕育着新生的恒星。这些恒星胚胎群有可能在百万年后形成大质量的星团。对这些CMZ年轻星团的进一步研究发现，尽管它们在气体转化形成恒星的总体效率上与银河系内最活跃的恒星形成区Sgr B2相当，但却严重缺少大质量恒星的形成。另外，相比于银河系旋臂上的年轻星团较为平滑和集中的分布，这些CMZ年轻星团呈现出更加碎片化的“分布式”多层级嵌套结构（如图一所示）。研究人员认为，银心剧烈的湍动将气体撕裂成小型的气团，迫使其中的恒星以碎片化形式聚集。这种像“俄罗斯套娃”一样的星团形成模式极大地抑制了星团中大质量恒星的诞生。

图一：高分辨率ALMA观测在CMZ中发现的恒星胚胎群之一

“我们的研究说明这些CMZ年轻星团可能不是整体的恒星形成效率偏低，而是比起大质量恒星更倾向于形成更多的小质量恒星。”张遂楠说，“CMZ就是很有个性。”

该团队之前的研究在这些CMZ区域发现了大量致密气体尘埃核。“这些尘埃核周围有示踪原恒星吸积过程的气体外向流，暗示其中埋藏着成长中的恒星胚胎。”论文的共同作者吕行研究员补充道，“这启发了我们通过更高分辨率的观测来获取单个恒星胚胎的影像。”

目前团队正在推进分析这些CMZ年轻星团的动力学分析，张遂楠表示，“理解CMZ中的恒星形成机制不仅有助于揭开银河系中心的神秘面纱，也对理解其他星系核心及早期宇宙的恒星形成有着重要意义。”

图二： 原恒星团层级结构示意图

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adb30b

科学联系人：张遂楠 suinan.zhang@shao.ac.cn