几十年来，天文学家一直在试图解答一个看似简单却极难验证的问题：一颗巨大的恒星，是如何在强烈的辐射风暴中“吃饱长大”的？

答案可能藏在2300光年之外的星云中，一颗尚未成熟的恒星身边，一圈包含氨气的旋转气环里。

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一场围绕HW2的调查

在仙王座方向，有一个活跃的恒星孕育区——仙王座A。这里的年轻恒星HW2，被天文学家盯了超过40年。它的质量已经是太阳的16倍，辐射极强，理论上应足以阻止气体继续靠近。可它依然在增长。这种“不该继续生长却还在成长”的现象，是恒星形成理论中的难解之谜。

为了解开这个谜团，一组科学家借助美国国家射电天文台的“甚大阵”（Very Large Array, VLA），开始了一场“看不见的追踪”。

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为什么是“氨”？

要想知道一颗恒星如何吸收物质，必须观察它周围气体的运动。然而这些气体本身并不发光。科学家于是转而寻找一种“可靠的信使”：氨分子（NH₃）。

氨广泛存在于星际分子云中，其特殊的分子结构在受到100开尔文以上的加热时，会发出微弱的无线电波。这种信号恰好落在甚大阵的观测范围内。

通过分析这些无线电波的频率和偏移，研究人员可以精确绘制出氨气的分布、温度，甚至运动方向和速度。

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看见吸积盘，看见恒星的“胃口”

观测显示，HW2被一圈致密的热氨气环所包围，这圈气体的半径从200个天文单位延伸到700个天文单位（1个天文单位是地球到太阳的距离）。这正是理论中预测的“吸积盘”：气体围绕恒星旋转，在引力作用下不断向内坍缩，为恒星输送原料。

更重要的是，这个吸积盘不仅存在，而且活跃。气体正在以每年0.002个太阳质量的速度坠向HW2，这是目前已知最大质量恒星吸积速率之一。这一数值意味着，即使HW2已经很“胖”，它的“胃口”依然惊人。

通过比较实际观测和数值模拟，研究团队发现这些气体并不是完全按照轨道绕着恒星旋转，而是以“亚开普勒速度”运行——这是一种受引力牵引但尚未形成稳定轨道的运动状态，也即“边转边坠”。

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不对称的星盘与神秘的“补给线”

然而，这个吸积盘并不对称。某一侧的氨气似乎更加浓密，气体的运动也更加混乱。研究人员认为，这种不平衡可能来自外部的气体流——星际“补给线”（streamers）——为恒星提供源源不断的物质输入。

这种外部补给现象在其他恒星形成区也有记录，但在HW2这样的大质量原恒星身上被直接观测到，还是首次。

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一个谜题的解答，一种模型的验证

这项研究不仅验证了吸积盘在大质量恒星形成中的关键角色，也提供了支持现有理论模型的观测证据。它说明：哪怕是未来会成为超新星的巨型恒星，也可以像太阳这样的恒星一样，通过吸积盘结构完成“喂养”和成长。

此外，这种成长机制对整个星系演化也有重要意义。大质量恒星寿命虽短，却在生命终点喷发出大量重元素，影响着周围星际介质的化学组成，甚至可能决定新一轮恒星和行星的诞生条件。

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尾声：观测的终点是理解的起点

这项成果的获得，离不开VLA强大的射电分辨率。在科学家眼中，这台设备就像是一架能穿透尘埃、直视宇宙“产房”的显微镜。而在未来的十年里，更强的VLA升级版本将上线，分辨率可达太阳系尺度，届时我们也许能“看清”恒星成长中更精细级别的“食物”。

HW2，只是我们银河系中的一颗幼星。但围绕它的吸积盘和氨气流，正在悄悄改写我们对恒星诞生的理解。

图为原恒星周边吸积盘的示意图，来源：NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton

文案：ChatGPT 洗自 美国国家射电天文台官网新闻稿