烹制行星与恒星的新线索

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-01-26 17:29:49 | 作者:Melipal 译 | 来源:Sky & Telescope | 浏览:843次 ]

原文标题:New Clues in Cooking up Planets and Stars

作者:Shannon Hall   原文来自:SkyandTelescope.com   Posted: 2016. 1. 7

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

针对一个形成中的恒星系统早早的一瞥揭示出了其起源的诱人线索。

自然界严守着烹制恒星和行星的配方。是的,理论模型与观测让天文学家已经破解了整体图像。我们知道了让低温气体尘埃云变成氢元素的聚变反应堆,并燃烧数十亿年的基本原理,也知道了固体颗粒是如何变成足够大的天体,足以支持百万物种存在的大致梗概。但是细节仍旧是遮遮掩掩的。

不过一项新的射电巡天正在让天文学家再次一瞥自然界的烹饪书。甚大天线阵的27架天线花费了264个小时瞄准英仙座方向,这里存在一个邻近的分子云,其中含有100颗新生恒星。这次巡天的角分辨率要高于哈勃空间望远镜,使得天文学家可以空前清晰地进行观测。举例来说,在这片大质量分子云中,一组先前已知的三合星系统实际上是一个六合星系统——其中的一颗恒星实际上是2颗,而另一颗实际上是3颗。

艺术家笔下经由两种不同途径形成的六合星系统。图片提供:Bill Saxton (NRAO) / AUI / NSF

在佛罗里达州基西米市(Kissimmee)召开的美国天文学会(AAS)会议上,来自荷兰莱顿(Leiden)天文台的约翰·托宾(John Tobin )公布了他们小组的发现。托宾说:“我们正在探测小于太阳系的结构的形成。”

起作用的多重途径

恒星是在巨大的气体尘埃云中形成的。云团中的小型团块在引力的作用下发生坍缩。不过当团块开始收缩时,它们的内区开始旋转,而外围的一切很快变扁,形成了饼状的盘面。最后,中央的团块变得极为高温致密,核心区域经由核聚变反应被点燃,而外围盘面凝集形成了行星。

不过这个基本的蓝图是过度简化的。原因是凝集的云团往往不止形成一颗恒星,它会形成更多。举例来说,一半的类太阳恒星实际上是身居双星或聚星系统中的。因此天文学家希望能够知道这些恒星的形成与太阳有何不同。

根据巡天,托宾的小组注意到,大多数双星系统都属于两类:它们的间隔要么不到300天文单位(1天文单位相当于日地间距),要么相距1000天文单位以上。脱边说:“我们认为,这是一条线索,说明它们是经由不同的途径形成的。”在混合产物中,可能存在不止一个配方。

举例来说,在密近聚星系统中,一颗恒星可能是在诞生云团浓密的中央核心中形成的,而伴星是在环绕核心的盘面中一起出现的。对于一些远距离聚星系统中,也许每颗恒星都是在母体云团的一个湍动碎片中诞生的。由于大多数成员距离较远的系统年龄较年轻,小组猜测,随着时间的推移,它们必然会彼此飘离。

早于预期的起始时间

这项巡天采集的海量数据得出了不止一个迷人的结果。另一个成员包括伊利诺依大学的研究生多米尼克·塞古拉-科克斯(Dominique Segura-Co)在内的小组探索了年轻恒星周围的尘埃盘,以更还地了解轨道上的行星是如何形成的。

在巡天之前,人们只观测过3个尚处演化早期的盘面。VLA的这项巡天却发现了18个正在形成行星的盘面。在AAS会议上,塞古拉-科克斯公布了小组的结果。她说:“这是冰山一角。”她猜测,在丰饶的英仙分子云内,一旦天文学家去探索越来越小的结构,他们就会在年轻恒星周围发现大量更多的盘面。

让天文学家最吃惊的并非盘面的丰饶性,而是盘中尘埃颗粒的尺度。这项巡天在8微米射电波段进行了观测,这一波段直接跟踪了盘中尘埃的大小。在如此早的阶段,天文学家只预期看到相对较小的颗粒。塞古拉-科克斯说:“但在8毫米波段下,我们看到的不是尘埃颗粒,不是沙粒,也不是小粒。它们是豌豆、砾石和石块。”

而在如此早的时间形成这样的大型颗粒可能会加速行星的形成。“如果它们不一定是在如此早的演化阶段从尘埃颗粒演变而成的,它们可能是从砾石开始的。盘面可能会在早于预期的时间帮助推进行星的形成。”也许自然界的配方只要求切成块的尘粒,而并不需要粉碎掉的颗粒。

参考文献:
约翰·托宾等人,《英仙座原恒星的VLA新生盘面与聚星巡天(VANDAM)II:英仙分子云中的原聚星》,《天体物理学报》,2015年11月1日。
艾林·科克斯(Erin Cox)等人,《英仙座原恒星的VLA新生盘面与聚星巡天(VANDAM)巡天IRAS 4A的高分辨率8毫米与1厘米偏振测量》,《天体物理学报通信》,2016年1月4日。

(全文完)

Tags:行星形成 恒星形成

责任编辑:Melipal

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