利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA），天文学家获得了一个大质量双星系统最详细的三维视图之一，而该系统仍处于起步阶段。通过跟踪这两颗年轻大质量恒星的运动大约八年，研究小组发现这两颗恒星遵循一条高度拉长的轨道，并且被强烈气体盘包围，这些气体盘相对于彼此以及恒星的轨道。研究结果表明，这两颗恒星并不像人们通常认为的那样，由旋转的物质盘一起形成，而是独立形成，然后在近距离的引力相遇中碰撞，为大型双星系统铺平了道路。
大多数大质量恒星诞生时都有星际伴星，其中至少90%存在于多个双星或更高阶系统中。这些巨大的双星通过超新星爆炸和重元素的产生极大地改变了环境。但由于大多数已知的大质量双星都是在它们完成形成后才进行研究的，因此天文学家几乎没有机会捕捉到实际的组装时刻。
通过研究包含两颗大质量恒星的 IRAS 07299−1651 系统，由上海交通大学张一晨领导的一个国际团队确定，这些恒星仍在周围气体和尘埃的吸引下生长。该团队此前曾于 2019 年研究过该系统，当时 ALMA 观测首次为该系统提供了直接的动力学约束。当时的结果很大程度上符合标准图景：两颗恒星由一个大圆盘的碎片形成在一起。但有一个细节不太正确：两颗恒星周围的圆盘已经异常不匹配。
为了更深入地挖掘，研究人员花了近八年的时间测量了两颗恒星在天空中位置的极其微妙的变化，这需要极其精确的技术，并且完全在 ALMA 的能力范围内。该研究的通讯作者张一尘说：“我们第一次能够看到两颗大质量恒星在诞生时绕着彼此移动。”
该团队将 ALMA 的长期监测与美国国家科学基金会甚大阵列 (VLA) 的数据以及詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 和欧洲南方天文台甚大望远镜 (VLT) 的红外图像结合起来，后者跟踪年轻恒星喷出的物质流。总之，这些观察结果使团队首次重建了系统的完整三维架构，恒星如何相互轨道运行，它们的圆盘如何旋转，以及它们的平面如何指向太空。
该研究的合著者鲁本·费德里安尼（Ruben Fedriani）说：“每台望远镜都揭示了这个难题的不同部分。” “无线电和红外观测的结合提供了有关这个巨大的原双星系统形成的最佳细节。”
他们的发现令他们震惊。恒星不是沿着精确的、接近圆形的轨道，而是沿着高度偏心的轨迹，轨道解接近抛物线路径。而且，如果恒星是由圆盘形成的，那么它们并不像预期的那样相同，它们周围的圆盘彼此倾斜，并且与轨道本身成锐角。 “这就像解决一个三维谜题，”该研究的第一作者姚王说。 “每一个新的观测都会增加另一部分，最终轨道、圆盘和喷流都聚集在一起形成一个连贯的图片。”
如果两颗恒星在同一个圆盘中长大，这种不一致且混乱的结构很难解释——在这种情况下，它们将继承相似且重叠的自旋。相反，证据指向了一个不同的起源故事：两颗恒星很可能开始在自己的气体囊中分别形成，然后一次近距离接触使它们在仍被包裹在诞生云中时达到目前的结构。在代表性的轨道解中，恒星之间的距离比大约 60 年前观察到的更近，这在宇宙尺度上实际上是一个短暂的现象。今天看到的光盘似乎在这次遭遇中幸存下来并保留了明确的旋转结构。
该研究的合著者乔纳森·C·谭（Jonathan C. Tan）表示：“这项研究表明，恒星的早期生命可能非常混乱，偶然的相遇导致了这种引力舞蹈和恒星的合并。”
目前尚不清楚这两颗恒星是否会保持彼此的引力束缚——它们当前的运动位于束缚轨道和最终可能分离的轨道之间的分界线上，与周围气体的相互作用仍然可能以某种方式改变它们的命运。未来的观察将有助于确定这一点。
更广泛地说，这项研究开辟了一种研究大质量双星如何聚集在一起的新方法。通过对其他年轻的大质量双星应用相同的长期监测方法，天文学家希望了解像这样的近距离接触（而不是在单个圆盘中同生）如何频繁地构建我们银河系中看到的大质量双星系统。
附加信息
这项研究的结果由Yu发表在《自然天文学》杂志上，题为“由核抛物线相遇组装的巨型偏心原双星”。出现王等人。
本文基于 原始新闻稿 由 ALMA 代表东亚的合作伙伴日本国家天文台 (NAOJ) 负责。
阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 是一个国际天文设施，由欧洲南方天文台 (ESO)、美国国家科学基金会 (NSF) 和日本国立自然科学研究所 (NINS) 与智利共和国合作建立。 ALMA 由 ESO 代表成员国、NSF 与加拿大国家研究委员会 (NRC) 和台湾国家科学技术委员会 (NSTC) 合作资助，以及 NINS 与台湾中央研究院 (AS) 和韩国天文空间科学研究所 (KASI) 合作资助。
ALMA的建设和运营由ESO代表其成员国领导；由联合大学公司 (AUI) 运营的国家射电天文台 (NRAO) 代表北美管理；并由日本国家天文台（NAOJ）代表东亚地区进行。 ALMA联合观测站（JAO）对ALMA的建设、调试和运行进行领导和统一管理。
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