根據兩項新研究，天文學家發現螺旋形的恆星可能在附近的恆星“育兒室”中為恆星的形成提供能量。恆星是“雕琢宇宙的機器”，然而研究人員仍然不完全了解它們是如何形成的。科學家們轉向了小麥哲倫星系，以了解在宇宙歷史早期發生的瘋狂的“嬰兒潮”。
兩項獨立的研究–第一項使用哈勃太空望遠鏡，第二項使用歐洲南方天文台的甚大望遠鏡–最近得出了相同的結論。這兩個獨立的研究小組使用不同的技術，發現年輕的恆星螺旋式地進入小麥哲倫星系中一個名為NGC 346的巨大星團的中心。天體物理學家說，這種氣體和恆星的河流式運動是推動恆星誕生的一種有效方式。這些研究小組的結果表明，小麥哲倫星系中的恆星形成過程與我們的銀河系中的過程相似。
螺旋在自然界中很普遍–從颶風的漩渦，到新生恆星周圍的針輪狀原行星盤，再到我們宇宙中的螺旋星系的廣闊領域。現在，天文學家們困惑地發現，年輕的恆星正螺旋式地進入小麥哲倫星系中一個巨大的星團中心。在這個被稱為NGC 346的巨大的、形狀怪異的恆星“育兒室”中，螺旋的外臂可能在氣體和恆星的河流般的運動中為恆星的形成提供能量。科學家們說，這是一種促進恆星誕生的有效方式。
小麥哲倫星系的化學成分比銀河系更簡單。這使得它類似於在年輕的宇宙中發現的星系，當時較重的元素比較稀少。正因為如此，小麥哲倫星系中的恆星燃燒得更熱，因此比我們的銀河系更快地耗盡了它們的“燃料”。
儘管小麥哲倫星系可以作為早期宇宙的代表，但它也是我們最近的星系鄰居之一，距離我們只有20萬光年。
發現小麥哲倫星系中的恆星是如何形成的提供了一個新的轉折點，即在宇宙歷史的早期，當宇宙在大爆炸后大約20到30億年經歷”嬰兒潮”時（宇宙現在有138億年的歷史），可能發生了恆星誕生的“暴風雨”。
根據新的發現，那裡的恆星形成過程與我們的銀河系相似。NGC 346擁有5萬個太陽的質量，儘管其直徑只有150光年。它有趣的形狀和快速的恆星形成速度使天文學家們感到困惑。它需要美國宇航局的哈勃太空望遠鏡和歐洲南方天文台的甚大望遠鏡的聯合力量來解開這個看起來神秘的恆星“巢穴”的行為。
“恆星是‘雕琢宇宙的機器’。沒有恆星我們就不會有生命，然而我們並不完全了解它們是如何形成的，”研究負責人、巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的 Elena Sabbi 解釋說。“我們有幾個模型進行預測，而其中一些預測是相互矛盾的。我們想確定是什麼在調節恆星的形成過程，因為這些是我們需要的規律，也可以理解我們在早期宇宙中看到的情況。”
科學家們以兩種不同的方式確定了NGC 346中恆星的運動。利用哈勃， Sabbi和她的團隊測量了恆星在11年內的位置變化。這個區域的恆星以每小時2000英里的平均速度移動，導致11年內移動了2億英里。這大約是太陽和地球之間距離的兩倍。
然而，這個星團相對較遠，在一個鄰近的星系內。這意味着從我們的制高點觀察到的運動量非常小，因此難以測量。這些超乎尋常的精確觀測之所以能夠實現，只是因為哈勃出色的分辨率和高靈敏度。此外，哈勃長達三十年的觀測歷史為天文學家提供了一個基線，以跟蹤細微的天體運動的時間。
由歐洲航天局（ESA）AURA/STScI的Peter Zeidler領導的第二個小組，使用地面VLT的多單元光譜探測器（MUSE）儀器測量徑向速度，這決定了一個天體是在接近還是在遠離觀察者。
Zeidler說：“真正令人驚訝的是，我們用兩種完全不同的方法和不同的設施，基本上得出了相同的結論，彼此獨立。通過使用哈勃，你可以看到恆星，但用MUSE，我們還可以看到第三維度的氣體運動，它證實了一切都在向內螺旋的理論。”
但是為什麼是螺旋形？
Zeidler解釋說：“螺旋形確實是一種好的、自然的方式，可以將恆星的形成從外部向星團的中心輸送。這是最有效的方式，恆星和氣體為更多的恆星形成提供動力，可以向中心移動。”
對NGC 346進行研究的哈勃數據有一半是存檔的，第一次觀測是在11年前。最近研究人員又重複了這些觀測，以追蹤恆星隨時間推移的運動。鑒於望遠鏡的壽命，現在哈勃數據檔案中包含了超過32年的天文數據，這可以為前所未有的長期研究提供動力。
Sabbi表示：“哈勃檔案真的是一座‘金礦’。哈勃多年來觀察到的有趣的恆星形成區有很多。鑒於哈勃的表現如此之好，我們實際上可以重複這些觀測。這可以真正推動我們對恆星形成的理解。”
這些團隊的發現於9月8日出現在《天體物理學雜誌》上。