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中研院目击胚胎恒星吸食「尘埃汉堡」  新太阳系孕育中

2017-04-21 来源: 东森新闻 Print This Post 繁体版 [字号]
   

▲原恒星吸食「尘埃汉堡」(图/翻摄自中研院官网,下同)

 

中研院天文所李景辉团队利用ALMA望远镜,捕捉到一个年轻的原恒星(相当于恒星的胚胎时期)正在吸食「尘埃汉堡」,即是一个天文界找寻多年的「最早期吸积盘」。这项研究同时证实了恒星形成初期会形成吸积盘,挑战了现有的理论,也首度显示吸积盘的垂直结构,并对行星形成初期时的尘埃颗粒「长大」及「沉淀过程」都能提供线索。论文已经于19日发表于美国「科学先端」《Science Advances》期刊。

吸积盘(accretion disc或accretion disk)由弥散物质(星际物质)组成、围绕中心体转动的结构(常见于绕恒星运动的盘状结构),通常散布在恒星间。通常中心体为年轻的恒星、原恒星、白矮星、中子星或黑洞,在天体运作时气体就会因为引力朝着中心天体运行;若气体的角动量大,就有可能落向天体的某个位置,当离心力与中心引力相抗衡时,就会形成一个类似盘状的结构。

维吉尼亚大学李志云教授表示,理论上「磁场」会减缓塌缩物质的旋转速度,所以过去天文界都没有办法解释,恒星形成最早阶段的「盘」是如何产生,使得原恒星周围形成环绕的盘在理论上也很难成立。而这项成果就是意味着磁场阻挠盘形成的效果,可能不如我们过去认为的那么强大。

过去,望远镜解析力最多只能看到这个系统中央约200个天文单位(1天文单位为太阳到地球的平均距离),因此当时预测靠近原恒星的地方,可能有小小尘埃盘。现在透过ALMA,解析力就能提升到8个天文单位,比原来好了25倍,因此实际侦测到,还能解析其结构。

李景辉博士研究后透露,能看到一个最年轻的吸积盘之细部结构,真是太棒了。因为,多年来天文学家一直在找恒星形成最早期阶段的吸积盘,确定它们的结构、如何形成、吸积过程怎么发生。

HH212是位在猎户座的一个原恒星系统,距离地球1300光年。在这个系统的中心恒星年龄是4万年,相当于太阳年龄的十万分之一,质量则为太阳五分之一;具有强力的双极喷流,显示出它的「吸积效率」应该很高。另外,这个盘几乎以侧面对着地球,半径约60个天文单位,盘中间有一道明显的暗带,温度比较低而且不透明,夹在两个明亮构造之间。

本次是首度在次毫米波段侦测到这个暗带,看起来像「汉堡状」和其他在可见光或近红外光波段看过的一些散射光造成的盘的剪影很相似。这道暗带的结构也清楚地显示,尘埃盘呈喇叭状,中心较薄外围较厚,与吸积盘理论模型相符。

   

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