新的觀測證實了恒星形成的重要一步

發表于 2025-12-10 13:03:57 來源：骨軟筋酥網

藝術家對年輕恒星周圍吸積盤幾何形狀和外流旋轉盤風的印象。向我們移動的觀測盤風區域出現了藍移，因此在圖像中是證實天津外圍（外圍美女）外圍女（電話微信365-*2895）高端外圍預約快速安排30分鐘到達藍色的；遠離我們的區域是紅移的(紅色)。信用:uux.cn/t .米勒，恒星r .勞恩哈特(MPIA)
（神秘的新的形成地球uux.cn）據馬克斯·普朗克學會：新的觀察證實了恒星形成過程中的一個關鍵步驟:由分子組成的旋轉“宇宙風”，這對坍縮的觀測氣體云充分收縮以形成高溫、致密的證實年輕恒星至關重要。
這一結果是恒星從無線電觀測中獲得的，結合了一項復雜的新的形成分析，使天文學家能夠比以往任何時候都更詳細地探測暗云CB26中年輕恒星周圍的觀測物質流。這項工作已經發表在《天文學和天體物理學》雜志上。證實
馬克斯·普朗克天文研究所的恒星組長Ralf Launhardt和他的同事進行的觀察已經確定了新恒星形成的標準場景的重要部分:氣體云如何坍縮產生新恒星的機制，而不會在這個過程中被自己的新的形成天津外圍（外圍美女）外圍女（電話微信365-*2895）高端外圍預約快速安排30分鐘到達旋轉撕裂。
當宇宙氫云中的觀測氣體在自身重力下坍縮，溫度上升時，證實新的恒星就形成了。超過一定的密度和溫度閾值，核聚變開始，氫核融合形成氦核。這個過程釋放的能量是恒星發光的原因。但是有一個復雜的問題。宇宙中沒有完全靜止的氣體云——所有的云都至少會旋轉一點。當氣體收縮時，旋轉變得越來越快。物理學家稱之為“角動量守恒”
在天文學之外，從花樣滑冰中可以知道:當花樣滑冰運動員想快速旋轉時，他們伸出雙臂和一條腿開始緩慢旋轉。然后，它們將四肢拉向自己的旋轉軸，旋轉速度會大大增加。
問題及其(潛在)解決方案
對于恒星的形成，這意味著一個潛在的問題。快速旋轉需要離心力，將物質拋離旋轉軸。對于秋千或旋轉木馬來說，這是樂趣的一部分:當旋轉木馬旋轉時，乘坐者的鏈條支撐的椅子被甩向外面。另一方面，對于原恒星來說，離心力可能是致命的:如果當云坍縮并加速旋轉時有足夠的物質被甩出，那么最初可能就沒有足夠的物質來形成原恒星。
這就是所謂的恒星形成的“角動量問題”。至少在20世紀80年代，人們找到了這個問題大部分的理論解決方案。隨著更多的物質落到新生的中心原恒星上，它形成了所謂的吸積盤:一個由氣體和塵埃組成的扁平旋轉圓盤，其物質最終將落到中心的原恒星上。
吸積盤背后的物理學相當復雜:盤中的一些氣體變成了等離子體，氫原子分裂成一個電子和一個質子。當等離子體在圓盤中旋轉時，會產生磁場。這個磁場反過來會影響電漿流:少量的電漿會沿著磁力線飄散。
偶爾，漂移的等離子體粒子會與(電中性)分子發生碰撞；結果是一些分子氣體也被帶走了。這些分子組成了“盤風”，可以從盤帶走相當大的角動量。角動量的損失減緩了旋轉，減少了離心力，可以解決原恒星的角動量問題。
從假設到觀察
起初，這一情景只不過是一個似是而非的假設。對地球上的觀測者來說，像吸積盤這樣的結構，即使是圍繞著最近的新生恒星，也確實非常小。這就是為什么天文學家花了20多年時間才找到這種質量流中旋轉的初步證據:2009年，馬克斯·普朗克天文研究所的Ralf Launhardt和他的同事們能夠觀察到一顆年輕恒星周圍的小氫云中的流出，命名為CB26。CB26距離地球不到460光年，是已知的離原恒星最近的盤狀系統之一。
正在討論的觀測是用工作在毫米波長的射電望遠鏡進行的，在這種情況下，是一種叫做Plateau de Bure干涉儀的天線陣列。實際上，這種天線以一種巧妙的方式組合在一起，使它們像一個更大的收音機碟形天線。這種射電望遠鏡可以探測不同種類分子特有的輻射——在這種情況下，是一氧化碳(CO)。當分子朝著或遠離觀察者移動時，這種特征輻射會轉移到稍微更長或更短的波長(“多普勒頻移”)，這反過來允許天文學家沿著視線跟蹤氣體運動。
2009年的觀測表明，年輕恒星的氣體流出確實在運動，而且是以人們所期望的旋轉盤風消除角動量的正確方式。但是他們無法提供足夠精細的細節來判斷風從圓盤中發出時離恒星的距離——這是一個關鍵的屬性(想想“杠桿作用”)，它決定了氣流可以帶走多少角動量。
觀察旋轉的圓盤風
現已公布的新結果確定了這個案子。對于這項工作，Launhardt和他的同事能夠以更高的角度分辨率進行觀察。他們使用了Plateau de Bure天文臺的一種配置，在這種配置中，無線電天線比他們第一次觀測時放置得更遠。他們還建立了一個復雜的圓盤物理化學模型，這使得他們能夠區分來自圓盤的貢獻和來自圓盤風的貢獻。
所有這些都讓天文學家能夠精確定位錐形外流的尺寸:在圓盤附近，圓錐下端的半徑大約是地球到海王星距離的1.5倍——對于圓盤風帶走大量角動量來說綽綽有余。這是第一次直接從(重建的)圖像中確定這些尺寸。
有了這些測量，論點就成立了:盤風確實可以解決原恒星的大部分角動量問題。勞恩哈特和他的同事們還能夠將他們的測量結果與2009年論文發表以來發表的其他九個年輕的星盤系統中的盤風維度的間接重建進行比較。
這一比較顯示了一個明顯的趨勢，即盤面上盤風起源區域的平均半徑隨著時間的推移而增大:開始時，在最初的幾萬年里，盤面風高度集中，而在大約一百萬年后，盤面風更加分散。
后續步驟
天文學家已經在計劃下一次對CB26的觀測。同時，Plateau de Bure干涉儀已經升級。新的天文臺被稱為NOEMA，有12個天線，而不是以前的6個，它提供的配置可以梳理出比前一個兩倍小的細節。
但是，雖然這些改進有相當大的希望，但關鍵的一步是本文中采取的一步:堅定地確認盤風確實是最初允許原恒星形成的主要因素，并解決了角動量問題。

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