捕获18个重星“摇篮”——W49A热分子云核的结构和演变——
主要内容
由宫脇良介（樱美林大学）、林正彦（日本国立天文台/日本博恩研究联络中心）和长谷川哲夫组成的研究团队，利用来自智利射电望远镜组ALMA（注1）的公开数据，对银河系中特别活跃且质量巨大的恒星形成领域W49A（注2）进行了详细研究。
质量大于太阳8倍的“大质量恒星”由于在短时间内快速成长，因此在出生过程中难以对其进行详细观测。大质量恒星的婴儿在“热分子云核 (热核) ” (注3) 中成长，该云核被周围的气体和灰尘深深包裹。热芯是超过100 K的温暖的高密度气体块，由许多分子发射出电波。在这项研究中，我们以这些分子的无线电波为线索，调查了大质量恒星生长并开始电离周围的变化。
研究小组对充分显示高温、高密度气体的名为乙腈 (CH3CN) (注4) 的分子的分布和速度进行了调查，在W49A中发现了18个热芯。另外，在1.3 mm的连续波中，确认到了20个紧密天体。
比较12种分子辉线和氢的再结合线H30α后发现，热芯周围共存着“高温·高密度气体”、“外溢”、“包络气体”、“扩散气体”、“电离气体”等5种性质不同的成分。换句话说，我们看到热芯不是简单的相同气体块，而是由圆盘，圆环，从星星喷出的气体，外部包裹的气体等组合而成的复杂结构。
此外，CH3CN的量与温度密切相关。从观测可知，要使CH3CN特别多，需要大约200~300 K以上的高温。这表明热芯的化学成分并不“超过100 K就相同”，而是随着温度的升高而连续变化。结果发现，CH3CN不仅是发现热芯的标记，也是了解内部温度和化学演变的线索。
将18个热核划分为进化阶段时，10个中心尚未显示HII级领域（注5），4个已形成HII领域，剩余4个为中间或难以确定的天体。还需研究更多天体以获得统计学上的确定性，但这些结果表明恒星开始电离周围气体前的热核阶段可能比先前估计的持续约10万年。另一方面，中心形成HII领域后的阶段估计约为1万年。
关于恒星如何生长，有代表性概念：“核心吸积模型”，即一颗或少数恒星从大型气体团块中生长;以及“竞争吸积模型”，即星团内多颗恒星吸收气体并生长。虽然仅凭本研究获得的时间尺度无法确定哪一颗恒星优于另一颗，但像W49A这样的复杂恒星形成领域可能同时具有两种机制，具体取决于环境和每个天体的条件。本研究通过比较众多热核，描绘了大质量恒星的形成过程。
本研究成果于2026年7月27日被日本天文学会的欧文研究报告Publications of the Astronomical Society of Japan (PASJ) 受理，2026年9月14日在线发表。将刊登在2026年10月号上。
论文名称:Hot molecular cores in the W49A molecular cloud complex
作者:Ryosuke Miyawaki, Masahiko Hayashi, Tetsuo Hasegawa
注1:ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)安装在智利阿塔卡马沙漠的毫米波/亚毫米波干涉仪。本研究重新分析了已发表的ALMA档案数据。
注2：W49A是一个非常活跃的大质量恒星形成，领域朝天鹰方向，天鹰是银河系中最活跃的星之一。在这项研究中，ALMA观测到包括W49N在内的领域，距离为11.11千秒差距。
注3：热分子核（HMC）是一种典型的致密、高密度（n（H₂）≳10⁶ cm⁻³）高温（约100 K）气体领域，通常小于0.1秒差距。它表现出丰富的分子发射线，包含复杂的有机分子。
注4:CH3CN (乙腈) 追踪高温、高密度气体的代表性分子。在本研究中，我们使用CH3CN辐射识别热芯，并通过多次跃迁确定旋转温度。
注5：HII领域领域由高温、年轻、质量巨大的恒星发射的紫外线辐射电离氢气。极小的早期阶段发展为超致密HII型领域（HCHII），随后是超致密HII领域（UCHII）。
该图大致显示了大质量恒星诞生的热分子云核 (HMC) 如何随时间变化。
·从左至右：“空心热核”，以冷高密度核心→热核心→中心设有HII的领域→展示了HII进一步扩展领域演变。
·本研究发现的18个热核主要分为“热核”，“全热核”及其中间阶段。
·在热芯阶段，中心的年轻大质量恒星生长，同时从周围的圆盘和环面吸收物质，同时喷出外溢。
·随着中心恒星的生长并发射强紫外线，周围的氢气被电离，导致HII领域形成并膨胀。
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樱美林大学文理综合学群宫脇凉介教授
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