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美宇航局扮演“助產士” 跟蹤嬰兒恆星誕生

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2012年07月20日08:28    來源:騰訊科技     手機看新聞

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  騰訊科技訊(Everett/編譯)據國外媒體報道,美國國家航空航天局的科學家們扮演了一回“星系助產士”,他們觀察了一顆嬰兒恆星的誕生。通過使用多個X射線空間望遠鏡的觀測數據,天文學家們目睹了難得一見的恆星形成過程。所觀測的對象為獵戶座V1647恆星,在該天體的周圍存在密集的磁場驅動著大量氣體籠罩其表面,該過程的演進使得這些區域伴隨著數百萬度的高溫。在新生恆星誕生的過程總,釋放出強烈的X射線,在該波段上可觀測到嬰兒恆星可能變量了100倍。

 

獵戶座V1647恆星出現了兩側炙熱的能量釋放點

 

  演化進了極大期時,獵戶座V1647恆星可將麥克尼爾(McNeil)星雲照亮。圖中是以藝術家的角度繪制出獵戶座V1647恆星的情景,磁場和引力場將氣體聚集到恆星周圍,形成了兩個高溫區域,並且伴隨著高能輻射。早在2004年1月份,天文學家們就注意到這顆年輕的恆星,正處於演化階段的極大期,迸發出明亮的光芒,甚至將麥克尼爾星雲照亮。該恆星與星雲坐落在獵戶星座中,距離大約1300光年。當時,天文學家們很快就確認編號為獵戶座V1647的天體是一顆恆星,而且是仍然處於氣體雲中的嬰兒恆星。

  根據美國國家航空航天局戈達德空間飛行中心的天體物理學家、本項研究的第一作者見次濱口(Kenji Hamaguchi)介紹:“我們通過紅外線波段的觀測研究,認為這顆新生恆星的年齡不超過100萬年,而且可能還要年輕得多。”與太陽相比,該嬰兒恆星內部還未形成穩定的能量釋放體制,氫聚變形成氦的核聚變反應尚未完全建立。研究人員估計獵戶座V1647恆星內部演化至穩定能量釋放階段還需要數百萬年時間。

  獵戶座V1647恆星的質量大約隻有太陽質量的百分之八十,但其具有密度較低的膨脹率,使其體積可達到太陽的五倍左右。通過紅外波段的觀測表明,大多數恆星表明的溫度可達到6400華氏度,大約為3500攝氏度,隻有太陽的三分之一。在2003年觀測到的爆發事件中,強烈的X射線釋放使該恆星在特定波段的亮度增加了100倍,X射線能量釋放區域的溫度達到了9000萬華氏度,約為5000萬攝氏度。到了2008年,新的爆發事件被科學家們探測到,直至今日這場爆發事件還在繼續發生著。

  在能量釋放的極大期,可見光、紅外波段的亮度都會發生明顯變化,這些釋放佔據了原恆星主要的能量源。隨著可見光和紅外波段上出現了較量的能量釋放,因此X射線波段的亮度變化也受到科學家們的關注。根據本項研究的合作者喬爾·卡斯特納(Joel Kastner)介紹:“考慮到獵戶座V1647恆星體積是太陽的五倍左右,較快的旋轉証實了我們觀察到一顆正處於不斷聚攏自身物質階段的年輕恆星。”

  周期性的X射線能量釋放變化使得科學家發現該恆星兩側出現不平衡的熱量區域,其面積可達到太陽大小,顯示了在獵戶座V1647恆星表面磁場驅動著被引力吸積過來的氣體流存在於該恆星表面。科學家們估計X射線能量釋放要達到如此高的溫度,其物質將以每小時450萬英裡的速度發生碰撞,約為2000公裡每秒。其結果將導致這些區域的溫度是該恆星上其他區域溫度的1.3萬倍。

  由於恆星自身的旋轉要快於周圍的氣體盤,這些區域將變得扭曲,所積蓄的能量如同繃緊的橡皮筋。當這些被旋轉速度差所扭曲的區域重新進入一個更穩定的狀態時,其儲存的能量就會突然釋放,形成了一次劇烈的爆炸事件,該過程也可稱為恆星的磁重聯現象,其釋放的X射線如同太陽的耀斑爆發,但是這兩者可能僅是物理過程相似,在發生的時間尺度上卻截然不同。

  比如太陽耀斑在爆發峰值時的X射線能量釋放少於五分鐘,但是獵戶座V1647恆星的類似事件可持續多年,而X射線釋放效應所造成的亮度也將是太陽耀斑峰值亮度的數千倍。目前,科學家們還不清楚是何原因導致了此類現象發生,推測可能是強磁場活動達到某一閾值時的后續事件。

(中國科技網)

(責任編輯:譚翀(實習)、馬麗)
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