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美宇航局扮演"助产士" 跟踪婴儿恒星诞生全过程

http://www.kexue.com 2012-07-18 09:23:15 腾讯科学  发表评论

美宇航局扮演“助产士” 跟踪婴儿恒星诞生
猎户座V1647恒星出现了两侧炙热的能量释放点

  据国外媒体报道,美国国家航空航天局的科学家们扮演了一回“星系助产士”,他们观察了一颗婴儿恒星的诞生。通过使用多个X射线空间望远镜的观测数据,天文学家们目睹了难得一见的恒星形成过程。所观测的对象为猎户座V1647恒星,在该天体的周围存在密集的磁场驱动着大量气体笼罩其表面,该过程的演进使得这些区域伴随着数百万度的高温。在新生恒星诞生的过程总,释放出强烈的X射线,在该波段上可观测到婴儿恒星可能变量了100倍。

  演化进行了极大期时,猎户座V1647恒星可将麦克尼尔(McNeil)星云照亮。图中是以艺术家的角度绘制出猎户座V1647恒星的情景,磁场和引力场将气体聚集到恒星周围,形成了两个高温区域,并且伴随着高能辐射。早在2004年1月份,天文学家们就注意到这颗年轻的恒星,正处于演化阶段的极大期,迸发出明亮的光芒,甚至将麦克尼尔星云照亮。该恒星与星云坐落在猎户星座中,距离大约1300光年。当时,天文学家们很快就确认编号为猎户座V1647的天体是一颗恒星,而且是仍然处于气体云中的婴儿恒星。

  根据美国国家航空航天局戈达德空间飞行中心的天体物理学家、本项研究的第一作者见次滨口(Kenji Hamaguchi)介绍:“我们通过红外线波段的观测研究,认为这颗新生恒星的年龄不超过100万年,而且可能还要年轻得多。”与太阳相比,该婴儿恒星内部还未形成稳定的能量释放体制,氢聚变形成氦的核聚变反应尚未完全建立。研究人员估计猎户座V1647恒星内部演化至稳定能量释放阶段还需要数百万年时间。

  猎户座V1647恒星的质量大约只有太阳质量的百分之八十,但其具有密度较低的膨胀率,使其体积可达到太阳的五倍左右。通过红外波段的观测表明,大多数恒星表明的温度可达到6400华氏度,大约为3500摄氏度,只有太阳的三分之一。在2003年观测到的爆发事件中,强烈的X射线释放使该恒星在特定波段的亮度增加了100倍,X射线能量释放区域的温度达到了9000万华氏度,约为5000万摄氏度。到了2008年,新的爆发事件被科学家们探测到,直至今日这场爆发事件还在继续发生着。

  在能量释放的极大期,可见光、红外波段的亮度都会发生明显变化,这些释放占据了原恒星主要的能量源。随着可见光和红外波段上出现了较量的能量释放,因此X射线波段的亮度变化也受到科学家们的关注。根据本项研究的合作者乔尔·卡斯特纳(Joel Kastner)介绍:“考虑到猎户座V1647恒星体积是太阳的五倍左右,较快的旋转证实了我们观察到一颗正处于不断聚拢自身物质阶段的年轻恒星。”

  周期性的X射线能量释放变化使得科学家发现该恒星两侧出现不平衡的热量区域,其面积可达到太阳大小,显示了在猎户座V1647恒星表面磁场驱动着被引力吸积过来的气体流存在于该恒星表面。科学家们估计X射线能量释放要达到如此高的温度,其物质将以每小时450万英里的速度发生碰撞,约为2000公里每秒。其结果将导致这些区域的温度是该恒星上其他区域温度的1.3万倍。

  由于恒星自身的旋转要快于周围的气体盘,这些区域将变得扭曲,所积蓄的能量如同绷紧的橡皮筋。当这些被旋转速度差所扭曲的区域重新进入一个更稳定的状态时,其储存的能量就会突然释放,形成了一次剧烈的爆炸事件,该过程也可称为恒星的磁重联现象,其释放的X射线如同太阳的耀斑爆发,但是这两者可能仅是物理过程相似,在发生的时间尺度上却截然不同。

  比如太阳耀斑在爆发峰值时的X射线能量释放少于五分钟,但是猎户座V1647恒星的类似事件可持续多年,而X射线释放效应所造成的亮度也将是太阳耀斑峰值亮度的数千倍。目前,科学家们还不清楚是何原因导致了此类现象发生,推测可能是强磁场活动达到某一阈值时的后续事件。(Everett/编译)

 

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