近日，由上海天文台领衔，联合中国、韩国及欧洲多家科研机构与高校组成的国际研究团队，利用上海65米天马射电望远镜（TMRT）和西班牙Yebes 40米射电望远镜，对银河系内的大质量恒星形成区开展了深入观测研究 。研究团队证实，在高温条件下（T > 20 K），常用的氨分子（NH₃）测温法可能会低估气体的真实温度；相比之下，甲基乙炔（CH₃CCH）能更准确地示踪暖分子气体（T = 20–100 K）的温度 。这一研究成果于2026年2月9日在国际知名天文学期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）在线发表，为精确测量恒星形成区的物理条件提供了重要观测证据。

恒星形成区中的气体温度是影响分子云演化及恒星形成的核心参数之一。它控制着云内热压力与引力之间的平衡，决定分子云是否塌缩形成恒星，并深刻影响化学反应路径与分子丰度。因此，准确测量分子云温度，对理解恒星形成的效率、演化阶段及其物理环境至关重要。由于分子云距离遥远，天文学家通常依赖分子谱线作为“温度计”，但不同分子对环境温度的响应各异，筛选和评估可靠的分子探针一直是天文观测的重要课题。

在本项研究中，天马65米射电望远镜在23 GHz波段对37个大质量恒星形成进行了NH₃(1,1)和(2,2)谱线的高分辨率观测，研究团队获取了高质量的NH₃谱线数据，并准确推导了氨分子的转动温度。与此同时，团队通过毫米波观测获得了CH₃CCH的多条谱线，并将其转动温度与氨分子结果进行比较。

图1 CH₃CCH统计平衡计算的结果。在密度大于10⁴cm^-3后，由CH₃CCH得到的转动温度基本上与气体温度一致。

研究结果显示，在所选大质量恒星形成区样本中，当气体温度高于约20K时，NH₃(1,1)与(2,2)谱线推导的转动温度趋于饱和，变化范围明显受限（如图2）。而CH₃CCH的转动温度随环境变化的响应更灵敏，能更清晰地辨识不同恒星形成区的物理差异 。分析表明，这种差异源于两种分子在暖气体中对温度变化的响应机制不同，并非观测误差导致。因此，在暖分子气体环境中， CH₃CCH更适宜作为温度探针。

图2 对比CH₃CCH和NH₃得到的转动温度。由NH₃得到的转动温度明显低于CH₃CCH得到的转动温度。

天马65米射电望远镜在此次研究中发挥了关键作用，体现了我国大科学装置在恒星形成与分子云物理领域的科学价值和支撑能力。未来，随着天马望远镜毫米波段观测能力的提升及KQW三频接收机的投入使用，多分子、多波段的联合观测将为揭示恒星形成的物理与化学机制提供更坚实的证据。

该研究由中国科学院上海天文台、广西大学、韩国天文与空间科学研究所及西班牙国家天文台等机构合作完成。本研究工作获得国家重点研发计划、SKA专项、东方英才计划、射电天文与技术全国重点实验室等支持。

文章链接：

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae33bc

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李郁强  lyq@kais.re.kr

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