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一顆年輕星星周?chē)铀俦P(pán)的插圖顯示了繞其旋轉的物質(zhì)風(fēng)(圖片來(lái)源:梯.穆勒(T. Müller),爾.隆哈特(R. Launhardt))
宇宙學(xué)家們發(fā)現星星形成時(shí)的重要步驟,如何阻止組成星系逃離?!盃I(yíng)救機械師”就是“宇宙風(fēng)”,由氣、塵云積攢而成——這些云逐漸積聚形成熱的有密度的星系體。并且,這些云可以減慢星星旋轉速度。從麥克斯普朗克研究所的研究者領(lǐng)導了一組科學(xué)家,用無(wú)線(xiàn)電波觀(guān)察黑暗宇宙云中距離地球460光年的一顆年輕星星CB26。他們結合觀(guān)察及大量的分析技術(shù),最終建立了CB26星周?chē)奈镔|(zhì)流。這個(gè)發(fā)現可能揭示了沒(méi)有自身常規動(dòng)量和旋轉,星星是如何從積聚的氣態(tài)云中形成的。
“嬰兒星星”是其組成最不利因素
當宇宙云在其自身重力影響下聚集,當密度過(guò)大時(shí),星星開(kāi)始燃燒。這些云由氫氦和一些重元素組成——最后形成了宇宙學(xué)家們所說(shuō)的“金屬”。當聚集的云到達一定密度和溫度時(shí),一種熟知的核聚變過(guò)程就在其中發(fā)生。這種巨變過(guò)程將云中的氫原子轉換成氦原子,產(chǎn)生了巨大的能量,此時(shí)新星就誕生了。但在這一變化過(guò)程中有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),那就氣態(tài)云以常規運動(dòng),但實(shí)際上云的閃爆因素是需要更快速的旋轉速度的。
可以想象為一位滑雪運動(dòng)員在宇宙臂中快速滑行旋轉。旋轉的越快也會(huì )生成更強烈的慣性離心力,將物質(zhì)從星星中心的旋轉軸中分離。這些將形成“嬰兒星星”——或者是“原恒星”——如何足夠多的物質(zhì)從積聚云中心分離又將不足以產(chǎn)生核聚變。宇宙學(xué)家們稱(chēng)這個(gè)兩難的情況為星星形成的常規動(dòng)量問(wèn)題。
答案在于宇宙風(fēng)
這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)可能解決方法就是進(jìn)入積聚云中心區域的物質(zhì)。在原恒星周?chē)纬梢粋€(gè)氣塵加速盤(pán)的物質(zhì),為觸發(fā)核聚變提供快速旋轉時(shí)逃離的但是必須增加的物質(zhì)。
加速盤(pán)物質(zhì)也為新星從原恒心中脫離提供動(dòng)量。當加速氣態(tài)旋轉物質(zhì)中的氫氣變熱時(shí)這種情況就發(fā)生了。電子從原恒星中分離,產(chǎn)生大量的等離子體粒子。這些粒子的運動(dòng)在加速盤(pán)中產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),反過(guò)來(lái)影響到等離子體流,一些等離子體流甚至穿越磁場(chǎng)線(xiàn)。這些逃離的等離子體流最終和帶電中子星物質(zhì)發(fā)生沖突,將某些物質(zhì)帶出有常規物質(zhì)動(dòng)量的“風(fēng)盤(pán)”。
常規動(dòng)量星的損失來(lái)源于中心原恒星的快速旋轉的間隙,減弱離心力可以解決常規動(dòng)量問(wèn)題,這種假說(shuō)存在漏洞直到現在出現的觀(guān)察證據。這也是由于我們是位于地球的觀(guān)察者,即使是閃爍的星星在我們看來(lái)也是特別小的。
甚至在宇航學(xué)家們20年后(2009)的證據,在觀(guān)察一顆cb26新星(在原恒星周?chē)罱男潜P(pán)之一)周邊物質(zhì)流時(shí),阿爾卑斯山的別魯高地的列陣望遠鏡,由很多單獨的、大量的無(wú)線(xiàn)電望遠鏡分別觀(guān)測組成?;谔蓟旌?,研究團隊看見(jiàn)逃離地球的光線(xiàn)變化情況,這種波長(cháng)延展被稱(chēng)為紅位移,而射向地球的微波被稱(chēng)為藍位移。
這顯示了加速盤(pán)中的云從常規動(dòng)量中分離,這個(gè)形成過(guò)程好像龍卷風(fēng)。馬克斯普朗克研究所的勞恩哈特及同事在2009年還不能測量宇宙風(fēng)距離新星有多遠。關(guān)鍵點(diǎn)就是理解宇宙風(fēng)是否可以轉移出足夠的新星常規運行動(dòng)量并保持其不被撕裂。-星星形成時(shí)有自己的常規重量-當迅速形成星星時(shí)暗物質(zhì)原子可能形成陰影星系-為什么即使充滿(mǎn)星星宇宙還是這么暗?
勞恩哈特及團隊在新研究中得到了更進(jìn)一步的結論以及中子星的更多結論 。馬克斯普朗克團隊在觀(guān)察無(wú)線(xiàn)電波中得到了比團隊首次觀(guān)察更多的結論。研究者們也用成熟的模型尺度確定了風(fēng)場(chǎng)物質(zhì)和場(chǎng)物質(zhì)間的分布。
這也是研究團隊首次測量圓錐形物質(zhì)流的尺寸,他們發(fā)現外部流動(dòng)的基本尺寸是地球和海王星間距離的三倍約為81億公里。這也意味著(zhù)風(fēng)場(chǎng)較風(fēng)攜帶更多的大量常規動(dòng)量體-這也為恒源星是如何分化演變的提供證據。研究團隊正在評估CB26星的源星系,并且用于升級版的普朗克干涉儀中,研究團隊稱(chēng)其為“穹宇”并且將天線(xiàn)數量更新為12。研究結果發(fā)表在10月17日的宇宙和宇宙物理中。
BY:Robert Lea
FY: 何丹懐
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