銀河中心部の極限環境で巨大恒星が急成長する仕組みを解明(Study Reveals Growth Spurt of Massive Stars in Extreme Galactic Center)

2026-06-09 中国科学院(CAS)

中国科学院(CAS)上海天文台の研究チームは、銀河中心分子帯(CMZ)に存在する初期O型大質量原始星 G359.44-0.102 をALMAで高分解能観測し、過酷な銀河中心環境でも降着円盤を介した大質量星形成が成立することを示した。複雑有機分子の分布解析から、窒素含有分子は内側の高密度領域に、酸素含有分子はより外側に広がる化学的分化が確認された。また、ケプラー回転円盤と自由落下エンベロープを組み込んだ3次元力学モデルにより、中心星質量や円盤構造、物質輸送効率を推定した。さらに、円盤内のらせん構造と速度勾配を解析した結果、重力崩壊しながら中心星へ流入する降着流であることが判明した。星形成効率が低いCMZでも、円盤・エンベロープ・降着流の協働により大質量原始星は急速に成長でき、円盤媒介型降着が銀河内の多様な環境で普遍的に機能することを示す重要な観測的証拠となった。

銀河中心部の極限環境で巨大恒星が急成長する仕組みを解明(Study Reveals Growth Spurt of Massive Stars in Extreme Galactic Center)
An artist’s impression of the accretion disk, envelopen, and streamers surrounding the massive protostar G359.44-0.102. (Image by SHAO)

<関連情報>

中心分子帯のいて座C雲にある初期O型原始星を取り囲むケプラー円盤、エンベロープ、およびストリーマー The Keplerian Disk, Envelope, and Streamers Surrounding an Early O-type Protostar in the Sagittarius C Cloud of the Central Molecular Zone

Jixiang Weng (翁吉祥), Xing Lu (吕行), Yu Cheng (程宇), Hongping Deng (邓洪平), Xiaofeng Mai (麦晓枫), Suinan Zhang (张遂楠), Cara Battersby, Adam Ginsburg, Elisabeth A. C. Mills, Yichen Zhang,…
The Astrophysical Journal  Published: 2026 May 28
DOI:10.3847/1538-4357/ae6813

Abstract

Disk-mediated accretion is central to theories of massive star formation, setting the initial conditions for their evolution. Yet observations of Keplerian disks around early O-type protostars remain scarce, as they are often blended into complex surrounding structures. We report Atacama Large Millimeter/submillimeter Array Band 6 observations (300 au resolution) of an accretion disk surrounding a high-mass protostar in the Sagittarius C cloud in the Central Molecular Zone (CMZ) around the Galactic center. We identify spectral lines and analyze the spatial distribution of the emission of the complex organic molecules. We use a dynamical model with an inner Keplerian disk and an outer free-fall envelope to fit the three-dimensional position–position–velocity data of the stacked CH3OCHO molecular lines and constrain the mass of the central protostar to be∼40+23 M . The fitting results additionally show that the disk has a centrifugal radius at about 1300 au. Considering the infall velocity, radius, and mass of the envelope, we estimate the accretion rate from the envelope onto the disk to be ∼7 × 10−3 M yr−1. We also identify spiral-like structures in the disk that can be described by free-falling streamers. Our results highlight the critical role of accretion disks and streamers in the mass accumulation of early O-type stars in the CMZ.

1701物理及び化学
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