与我们孤独的太阳不同，大多数恒星都形成于双星或多星系统中。然而，天体物理学家们对这些复杂的恒星系统是如何诞生的了解并不多，因为他们缺乏高分辨率的观测来区分不同的形成理论。
现在，国际研究人员通过位于智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）获得了一些见解。他们对 IRAS 04239+2436 的研究，这是一个由三颗原恒星组成的三重系统，距离地球约 460 光年，周围环绕着被称为“吸积流”的 striking 气流结构，相关研究发表在最近的《天体物理学杂志》上。这些观测捕捉到了多星系统形成过程中的一个关键时刻。
“这是第一次同时全面阐明原恒星和吸积流的起源。ALMA 的观测与先进模拟的强大协同作用揭示了恒星形成中隐藏的奥秘，”该研究的合作者、法政大学（Hosei University）的天体物理学家 Tomoaki Matsumoto 在一份声明中说。
恒星系统如何形成
当恒星形成时，引力会吸引气体，这些气体最终会在一个称为吸积的过程中聚集，形成一个盘状结构，并在其中心形成一个不断增长的原恒星。这个过程会形成流入的气体流，称为吸积流，它们充当传送带，将物质输送到内部。在此之前，尚不清楚这些吸积流是如何形成的。
研究团队使用 ALMA 射电望远镜，通过观测一氧化硫分子的无线电波来研究 IRAS 04239+2436，当系统中的气体受到剧烈冲击时，这些分子会发光。通过观测这些分子，他们发现了三个旋臂，并能够追踪它们围绕系统三颗原恒星的轮廓。通过分析气体的运动，他们发现这些旋臂就是吸积流，为年轻的恒星提供生长所需的物质。
“我最初的印象是这些结构在共舞，围绕着中心的原恒星系统旋转，尽管后来我们发现这些旋臂是输送物质给新生恒星的通道，”该研究的首席作者、首尔大学（Seoul National University）的天体物理学家 Jeong-Eun Lee 在一份声明中说。
这些旋臂像流向它们的天体之河一样，为这三颗恒星提供物质，延伸距离可达 400 个天文单位（AU；1 个天文单位等于地球到太阳的平均距离，即 9300 万英里）。
三重旋臂
为了了解这些螺旋状的吸积流是如何形成的，研究团队转向了由 Matsumoto 编程的超级计算机 ATERUI 和 ATERUI II 上的模拟。利用这些模拟，Matsumoto 和他的团队分析了气体的运动，发现形成原恒星的气体云中，围绕三颗恒星运动的气体产生了冲击波。这些波以螺旋状的形式出现。
“我们发现，螺旋状的旋臂显示出向三重原恒星的气体流；它们是供给原恒星的气体吸积流，”Matsumoto 在一份声明中说。“从模拟和观测中得出的气体速度非常吻合，这表明数值模拟确实可以解释吸积流的起源。”
(图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J.-E. Lee 等人)
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原恒星形成过程
在一些现有的多星形成理论中，原恒星要么形成于湍动的气体云，要么是吸积盘分裂成多个原恒星的结果。这项工作为研究人员提供了一个新的混合情景，该情景结合了这些假设。在这种情景中，原恒星的种子作为盘状结构的碎片形成，而周围的湍动气体云则塑造了旋臂并使其向外广泛延伸。
该团队还认为，这项研究解释了为什么在多星系统中形成行星是困难的。行星形成时，它们诞生于原恒星周围平静环境中的气体和尘埃盘。多星系统中看到的混乱湍动——尤其是像这样的紧凑系统——会导致原恒星互相剥离它们的盘状结构。这使得研究人员怀疑 IRAS 04239+2436 并不是一个很好的行星摇篮。
