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来源:不好意思网 | 栏目:热点 | 2026-06-16 03:02:11
新的观测证实了恒星形成的重大一步
艺术家对年轻恒星周围吸积盘几何形状和外流旋转盘风的印象。向我们移动的盘风区域呈现了蓝移,所以在图像中是蓝色的;远离我们的区域是红移的(红色)。信用:uux.cn/t .米勒,r .劳恩哈特(MPIA)
(神秘的地球uux.cn)据马克斯·普朗克学会:新的观察证实了恒星形成过程中的一个核心步骤:由分子组成的旋转“宇宙风”,这对坍缩的留学趋势速递气体云充分收缩以形成高温、致密的年轻恒星至关重大。
这一结局是从无线电观测中获得的,结合了一项繁琐的确认,使天文学家能够比以往任何时候都更详尽地探测暗云CB26中年轻恒星周围的物质流。这项岗位已然发表在《天文学和天体物理学》杂志上。
马克斯·普朗克天文探究所的组长Ralf Launhardt和他的同仁开展的观察已然确定了新恒星形成的规范场景的重大若干:气体云如何坍缩形成新恒星的机制,而不会在这个过程中被自己的周末快速街拍图集,官方尚未回应旋转撕裂。
当宇宙氢云中的气体在自身重力下坍缩,温度上升时,新的恒星就形成了。超过一定的密度和温度阈值,核聚变着手,氢核融合形成氦核。这个过程释放的能量是恒星发光的缘由。但是有一个繁琐的难题。宇宙中没有完全静止的气体云——所有的云都至少会旋转一点。当气体收缩时,旋转变得越来越快。物理学家称之为“角动量守恒”
在天文学之外,Tips对比从花样滑冰中可以得知:当花样滑冰运动员想高效旋转时,他们伸出双臂和一条腿着手慢慢旋转。然后,它们将四肢拉向自己的旋转轴,旋转速度会大大增多。
难题及其(潜在)解决计划
针对恒星的形成,这意味着一个潜在的难题。高效旋转需要离心力,将物质抛离旋转轴。针对秋千或旋转木马来说,这是乐趣的一若干:当旋转木马旋转时,乘坐者的健康养生消息链条支撑的椅子被甩向外面。另一方面,针对原恒星来说,离心力或许是致命的:假如当云坍缩并加速旋转时有足够的物质被甩出,那么最初或许就没有足够的物质来形成原恒星。
这就是所谓的恒星形成的“角动量难题”。至少在20世纪80年代,人们找到了这个难题大若干的理论解决计划。随着更多的物质落到新生的中心原恒星上,它形成了所谓的吸积盘:一个由气体和尘埃组成的扁平旋转圆盘,其物质最后将落到中心的原恒星上。
吸积盘背后的物理学相当繁琐:盘中的一些气体变成了等离子体,氢原子分裂成一个电子和一个质子。当等离子体在圆盘中旋转时,会形成磁场。这个磁场反过来会作用电浆流:些许的电浆会沿着磁力线飘散。
有时,漂移的等离子体粒子会与(电中性)分子发生碰撞;结局是一些分子气体也被带走了。这些分子组成了“盘风”,可以从盘带走相当大的角动量。角动量的损失减缓了旋转,缩减了离心力,可以解决原恒星的角动量难题。
从假设到观察
起初,这一情景只可是是一个似是而非的假设。对地球上的观测者来说,像吸积盘这样的结构,即使是围绕着最近的新生恒星,也的确相当小。这就是为什么天文学家花了20多年时间才找到这种品质流中旋转的初步证据:2009年,马克斯·普朗克天文探究所的Ralf Launhardt和他的同仁们能够观察到一颗年轻恒星周围的小氢云中的研究,命名为CB26。CB26距离地球不到460光年,是已知的离原恒星最近的盘状操控系统之一。
正研究的观测是用岗位在毫米波长的射电望远镜开展的,在这种状况下,是一种叫做Plateau de Bure干涉仪的天线阵列。实际上,这种天线以一种巧妙的方式组合在一起,使它们像一个更大的收音机碟形天线。这种射电望远镜可以探测各异种类分子特有的辐射——在这种状况下,是一氧化碳(CO)。当分子朝着或远离观察者移动时,这种特征辐射会转移到稍微更长或更短的波长(“多普勒频移”),这反过来允许天文学家沿着视线跟踪气体运动。
2009年的观测表明,年轻恒星的气体研究的确在运动,并且是以人们所期望的旋转盘风消除角动量的正确方式。但是他们无法提供足够精细的详情来判断风从圆盘中发出时离恒星的距离——这是一个核心的属性(想想“杠杆作用”),它确定了气流可以带走多少角动量。
观察旋转的圆盘风
现已公开的新结局确定了这个案子。针对这项岗位,Launhardt和他的同仁能够以更高的角度分辨率开展观察。他们使用了Plateau de Bure天文台的一种参数,在这种参数中,无线电天线比他们第一次观测时放置得更远。他们还兴办了一个繁琐的圆盘物理化学模型,这使得他们能够确认来自圆盘的贡献和来自圆盘风的贡献。
所有这些都让天文学家能够精确定位锥形外流的尺寸:在圆盘附近,圆锥下端的半径大约是地球到海王星距离的1.5倍——针对圆盘风带走众多角动量来说绰绰有余。这是第一次直接从(重建的)图像中确定这些尺寸。
有了这些测量,论点就兴办了:盘风的确可以解决原恒星的大若干角动量难题。劳恩哈特和他的同仁们还能够将他们的测量结局与2009年论文发表以来发表的其他九个年轻的星盘操控系统中的盘风维度的间接重建开展较为。
这一较为显示了一个显著的走向,即盘面上盘风起源区域的平均半径随着时间的推移而增大:着手时,在最初的几万年里,盘面风高度集中,而在大约一百万年后,盘面风更为分散。
后续步骤
天文学家已然在打算下一次对CB26的观测。另外,Plateau de Bure干涉仪已然升级。新的天文台被称为NOEMA,有12个天线,而不是过去的6个,它提供的参数可以梳理出比前一个两倍小的详情。
但是,尽管这些改进有相当大的期盼,但核心的一步是本文中采取的一步:坚定地证实盘风的确是最初允许原恒星形成的首要因素,并解决了角动量难题。

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