ALMA、VLA与韦伯望远镜联合揭示：隐藏的星团“工厂”如何批量生产恒星

2026年6月17日，在加利福尼亚州帕萨迪纳举行的第248届美国天文学会（AAS）会议上，肯塔基大学博士前研究员Sajia Shahrin Neha公布了一项突破性发现，揭示了在邻近星系中隐藏的数十个年轻大质量星团及其完整的早期演化轨迹。

核心发现：三大望远镜联手“透视”宇宙尘埃

Neha领导的团队结合使用了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）、美国国家科学基金会（NSF）的卡尔·G·詹斯基甚大阵列（VLA）以及詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），观测了两个邻近的棒旋星系——NGC 3351和NGC 1097。 这些星系的中心周围环绕着密集的环核星环（circumnuclear rings），那里气体堆积、恒星形成活动异常剧烈。ALMA和VLA凭借其穿透尘埃的射电波能力，首次在厚厚宇宙尘埃的“掩盖”下，辨识出约50个致密的年轻大质量星团候选体，而在光学和甚至许多红外波段，它们是完完全全的“隐身”状态。 JWST则提供了关键的独立验证，确认这些射电源确实是真实的星团及其周围的尘埃结构。

星团“生命史”首次被完整勾勒

研究团队创新性地将射电辐射分解为三种成分：热尘埃辐射、自由-自由辐射（来自电离气体）和同步辐射（来自超新星遗迹），从而将每个星团精准地归入其早期演化的四个不同阶段：

1. 原星团（Protoclusters）： 尘埃辐射明亮，但射电信号微弱，代表刚诞生的气态胚胎。
2. 极年轻埋藏星团： 仍深埋于诞生其的冷气体尘埃云中，表现为强尘埃辐射和强电离气体辐射，但几乎没有超新星信号。
3. 吹散包层的星团： 新生恒星的强大辐射和星风已将周围的“茧”吹开，表现为强电离气体辐射和弱尘埃辐射。
4. 已出现超新星的星团： 内部大质量恒星开始爆发为超新星，同步辐射信号显著增强。

关键特性：效率极高且持续不断的“星团工厂”

• 极端高效的恒星制造者： 这些星团几乎将周围所有的气体“吞食殆尽”来催生新恒星，效率惊人。 在NGC 1097中，最亮的一个星团其电离气体的能量，相当于约1200颗像太阳这样的恒星的总和，或者说相当于约1200颗已知最极端大质量恒星。
• 持续而非爆发的形成模式： 在NGC 3351和NGC 1097的环核星环中，所有四个演化阶段的星团同时共存。这有力地证明了大质量星团的形成并非一次性的、同步的爆发事件，而是一个持续进行、不断孕育新星团的动态过程。
• 更长的形成时间线： 与当今宇宙中许多典型恒星形成区（如猎户座星云）的快速演化不同，这些星团形成的时间跨度更长，暗示了一种更为持久的星团构建机制。

科学意义：回溯宇宙恒星形成“高峰期”

环核星环在棒旋星系中十分常见，由于气体沿星系旋臂的“棒”结构向内流动并在核心外围堆积，这里成为恒星形成的“超级工厂”。 其星团形成的速率和密度，与宇宙在大约60亿至70亿年前（所谓的“宇宙正午”时期，恒星形成达到巅峰）的星系极为相似。因此，研究这些邻近的星团，相当于在天文学家眼前打开了一扇观察“宇宙青春期”的窗口，为理解星系的演化历史提供了宝贵的活化石。