科學家發現恆星潛在出生地

【正見新聞網2013年02月06日】

德國馬克斯.普朗克天文研究所(MPIA) 的研究人員在主持的一個天文研究項目裡,以前所未有的深度考察了恆星形成的早期階段。尼羅博格?馬庫斯帶領的一個團隊追蹤低質量(大約小於太陽質量兩倍)恆星的起源,完成了對其中一個最有名的恆星潛在出生地——巴納德68的詳細調查。研究人員把赫歇爾太空望遠鏡在遠紅外線區域無與倫比的清晰度與靈敏度,和創作好萊塢大片的視覺效果公司經常使用的方法結合起來,構建出迄今為止最逼真的3D暗星雲模型。它很有可能是未來一個低質量恆星的誕生地。

新的結果動搖了一些天文學家對暗星雲的看法。以前認為巴納德68是天空中的一個洞,現在知道它是最著名的暗星雲之一。在這個暗星雲中,緻密的塵埃和分子氣體幾乎完全吸收了背景恆星所發出的可見光。新生成的圖片是漫長的細絲凝結而成的巴納德68,它被來自銀河系中心平面方向分布不均勻的外部輻射加熱。天文學家利用紅外觀測發現的一些跡象表明,分子雲碎片與巴納德68碰撞,這可能導致巴納德68的崩潰,形成一個新的恆星系統,在接下來的幾十萬年裡形成一個或更多的低質量恆星。

早在2009年,一項針對巴納德68暗星雲存在的研究就已經開始進行,當時美國《天體物理學雜誌》發表了西班牙卡拉爾?阿爾托天文台負責人若昂?阿爾維斯和德國慕尼黑大學的安德烈亞斯?布爾克特的研究結果。他們預測,在星雲這個由氣體和塵埃密集的雲霧狀天體裡,一個新的恆星在距太陽系400光年遠的地方即將誕生。孕育這個恆星的將主要是質量為太陽兩倍的巴納德68,它是暗星雲,不會反射恆星和其他物體發出的光線,因此目前人類還看不到它。

研究表明,這個雲霧狀天體已開始呈現不穩定狀態。而一個質量只有它1/10的星雲正在迅速接近並“快要與它相撞”。這兩位科學家說,他們是通過超級計算機的模擬試驗得出這個結論的。這次相撞將會使巴納德68的密度和溫度升高超過臨界點,這時暗星雲將在引力作用下開始凝聚,最終孕育出新的恆星。他們指出,這顆恆星將在20萬年內誕生,這個速度從天文學的時間尺度來看已經非常快了。在這顆恆星的周圍,有可能會形成一些行星。這也意味著,我們的太陽系可能要多出一個新鄰居。

MPIA的天文學家表示,我們現在還不是很清楚巴納德68是如何形成的,但我們知道它很有可能是新恆星將形成的地方,事實上,最近已發現了巴納德68似乎因崩塌將產生新恆星的跡象。我們可以用紅外光透視這類雲氣,觀察星雲內部的狀態。巴納德68相當小,最多生成幾個低質量的恆星。

為了弄清大質量恆星(質量大於太陽質量兩倍的恆星)是如何誕生的,MPIA莎拉?雷根帶領的一個團隊把赫歇爾PACS相機轉向45個更厚重的暗星雲,它們含有很多即將生成的恆星,即所謂的“原恆星”。雖然以前也執行過尋找原恆星的任務,如美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡,然而赫歇爾太空望遠鏡使天文學家能比以前對暗星雲進行更深入的研究。與老年的原恆星相比,年輕的原恆星更為有效地在暗星雲裡隱藏了起來。作為赫歇爾太空望遠鏡,它的使命就是設法找到已知的最年輕最原始的原恆星。

新的觀察結果振奮人心,找到的已知原恆星的數量日趨上升,從330個增加到近500個,導致發現一個並非一個原恆星的新類型。在僅僅高於絕對零度(零下258攝氏度)以上15度的密集地區,沒有原恆星的跡象,這些地區很可能處在恆星形成的早期前導階段。在天文學裡,以數億或數十億年作為時間尺度司空見慣,早期前導階段預計持續不到1000年的這一事實使得它變得非常短暫。研究這些難以捉摸的原始對像,奠定了所有關於恆星形成後續研究的必要基礎。

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