研究

我的研究关注星际气体如何组织成结构并转化为恒星，跨越从秒差距尺度的分子云到数百天文单位尺度的致密结构。以下项目结合大面积巡天和高分辨率后随观测，将分子云结构、致密核、吸积流与年轻恒星系统联系起来。

LANCET：巨型纤维中的演化序列

线性纤维与嵌套星团演化层析（Linear Filament and Nested Cluster Evolution Tomography，LANCET）项目（ALMA 项目 2016.1.00909.S）以近乎线性、长达 14 pc 的 G316.8 纤维作为受控实验室。相邻子区域拥有相近的气体储量，却覆盖清晰的演化序列。因此，匹配的观测能够把真正的演化差异从银河系大样本中常见的距离与环境效应中分离出来。

LANCET 的首批结果利用 ALMA 大视场马赛克观测，追踪纤维中致密气体结构和恒星形成活动随演化阶段的变化（Xu et al. 2026）。第二项 LANCET 研究联合从最高分辨率 ALMA 阵列构型到总功率单天线的全尺度观测，实现了卓越的图像动态范围和物理尺度覆盖。这套前所未有的数据揭示了结构如何从分子云尺度逐级形成至致密核尺度（Xu et al.，A&A，审稿中）。

即将开展的 LANCET 研究将这一多尺度方法拓展到 C¹⁸O (2–1) 分子谱线。合并后的数据在达到同样高角分辨率的同时，也保留了大尺度延展气体的信息。精细至 0.085 km s⁻¹ 的速度分辨率能够分离原本容易混合在一起的运动学成分，使我们得以追踪气体如何沿纤维流动，并汇入其中孕育星团的致密结构。C¹⁸O 发射还可追踪分子气体对恒星反馈的响应，尤其是在 H II 区边缘；其形态和速度场能够显示膨胀的电离气体如何压缩、加速或吹散周围的分子物质。

G316.8 纤维的多尺度连续谱合成图，展示大尺度分子云结构和紧致致密核 — G316.8 纤维的多尺度图像：联合 ALMA 12 米阵、7 米阵和总功率观测，恢复从分子云到紧致致密核的完整结构。

MagMaR：正在形成的大质量星团中的磁场

大质量恒星形成区磁场项目（Magnetic Fields in Massive Star-forming Regions，MagMaR）利用 ALMA 偏振观测，揭示磁场如何引导气体并参与大质量恒星和星团的形成。在 W33 A 中，观测分辨出 20 个致密核和 9 条纤维，并表明磁场可以在同一个原星团内发挥多种作用：支撑纤维免于坍缩、将平稳的吸积流引向中心致密核 MM1，以及延缓 MM2 的坍缩（Xu et al. 2026）。

即将开展的 ALMA 项目 2023.1.01606.S（Magnetic Fields in Massive Collapsing Clumps）将类似的观测配置应用于另外 17 个大质量恒星形成区视场。这一更大样本将检验 W33 A 中发现的多样磁场行为，在大质量星团形成环境中是否普遍存在。

W33 A 的 ALMA 1.2 毫米图像，黄色短线展示纤维和致密核上的磁场方向 — W33 A 中的磁场印记。浅色背景展示正在形成的星团中的尘埃，黄色短线表示推断出的磁场方向。右图标出了两组大尺度磁场结构，以及 MM1 和 MM2 附近发生局部扭曲的磁场，显示磁力在同一个原星团的不同区域会以不同方式参与演化。改编自 Xu et al.（2026）的图 3。

DUET：银河系中心的恒星形成

中央分子区三朵分子云双波段统一探测（Dual-band Unified Exploration of Three CMZ Clouds，DUET）使用 ALMA 在 1.3 和 3 mm 波段观测 20 km s^-1 分子云、Sgr C 和尘埃脊分子云 e。匹配后的 0.2–0.3 角秒分辨率，在银河系中心距离上对应约 2,000 au。

项目资源：DUET 项目 · 交互式放大镜

该巡天建立了包含 450 个连续谱源的双波段星表。其中超过 70% 偏离常用的修正黑体预期，可能指向紧致且光学厚的结构、尘埃颗粒增长或自由—自由辐射污染。这些结果推动了对中央分子区低质量原恒星族群的进一步检验（Xu et al. 2025）。

DUET 对中央分子区三朵分子云开展的匹配分辨率 ALMA 观测图 — DUET 对三朵分子云——20 km s^-1 分子云、Sgr C 和尘埃脊分子云 e——开展的匹配分辨率 ALMA 双波段观测。

QUARKS 与 ATOMS：大质量团块巡天

QUARKS（Querying Underlying mechanisms of massive star formation with ALMA-Resolved gas Kinematics and Structures）在 1.3 mm 波段观测了 139 个大质量恒星形成团块。它与 3 mm ATOMS 巡天相结合，提供了冷致密气体、分子谱线运动学和电离反馈的多尺度图景。

利用 QUARKS 的紧凑阵列数据，我建立了致密气体碎片星表，并测量到巡天样本中致密气体比例随演化阶段系统增加（Xu et al. 2024）。借助 ATOMS，我在 SDC335 中追踪到四条纤维状内流，并将整体坍缩与致密核尺度的物质供给联系起来（Xu et al. 2023）。

QUARKS 目标源中尘埃、分子气体和电离气体的多相结构 — QUARKS 与 ATOMS 联合巡天展现的多尺度、多相星际介质图景。

SDC335 的大尺度坍缩及 ALMA 分辨出的四条纤维状内流 — SDC335 从团块尺度整体坍缩，到 ALMA 分辨出的四条致密核供给流。

ASSEMBLE：大质量原星团的成长

蓝轮廓大质量原星团恒星形成与演化 ALMA 巡天（ALMA Survey of Star Formation and Evolution in Massive Protoclusters with Blue Profiles，ASSEMBLE）通过大质量原星团的演化序列研究碎裂与吸积。与早期阶段的 ASHES 目标相比，致密核质量和面密度随演化系统增加，同时星团逐渐收缩并呈现原初质量分层（Xu et al. 2024）。

大质量原星团演化与质量组装的三阶段示意图 — 从初始无星团块到中心集中的大质量原星团，质量逐步组装的示意图。

高银纬分子云

高银纬分子云为研究分子气体提供了邻近样本，其环境与银河平面上活跃的恒星形成区截然不同。我们对 41 个 Planck 银河系冷团块开展 CO 普查，测定了其中分子云和致密核的基本性质（Xu et al. 2021）。后续研究发现这些区域中致密核极为稀少，且维里参数异常高，从而限制了它们高效形成恒星的能力（Xu et al. 2024）。

高银纬分子云致密核质量与维里参数的关系 — 致密核质量与维里状态：高银纬样本处于维里参数异常高的物理区域。