天文學家通過天體物理激光器揭示一顆大質量恆星的秘密
在使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)研究MWC 349A周圍的熔體時,科學家們發現了一些意想不到的東西:一個以前從未見過的物質噴流以不可能的高速度從該星的氣體盤中發射出來。更重要的是,他們認為這股噴流是由圍繞這顆恆星的強大磁力造成的。這一發現可以幫助研究人員了解大質量恆星的性質和演化,以及空間中的氫原子微波激射是如何形成的。
1月9日,在華盛頓州西雅圖舉行的美國天文學會(AAS)第241次會議的新聞發布會上介紹了這些新的觀察結果。
MWC 349A距離地球大約3900光年,位於天鵝座,其獨特的特徵使其成為光學、紅外和無線電波段的科學研究熱點。這顆巨大的恆星–大約是太陽質量的30倍,是天空中最明亮的射電源之一,也是已知的僅有的幾個具有氫原子微波激射的天體之一。這放大了微波射電輻射,使得研究通常太小而看不到的過程變得更加容易。正是這一獨特的特徵,使科學家們第一次詳細地繪製了MWC 349A的盤面。
大質量恆星MWC 349A是天空中最明亮的無線電源之一。但是,在距離地球3900光年的地方,科學家們需要幫助才能看到真正發生的事情,在這種情況下,發現有一股物質以500公里/秒的速度從該恆星的氣體盤中噴射出來。以前隱藏在從該恆星流出的風中的噴流,是利用ALMA第6波段(右)和第7波段(左)的綜合分辨能力,以及氫原子微波激射- 自然發生的放大微波無線電發射的激光器–發現的,在這張ALMA科學圖像中顯示。這一發現可能有助於科學家更好地了解大質量恆星的性質和演變。
“氫原子微波激射效應就像一個自然發生的激光器,”哈佛大學和史密森尼中心(CfA)的本科研究助理Sirina Prasad說,他也是該論文的主要作者。”這是外層空間的一個區域,發出一種非常明亮的光。我們可以看到這種光,並追溯到它的來源,使我們離弄清真正發生的事情又近了一步。”
利用美國國家科學基金會國家射電天文台(NRAO)開發的ALMA第6波段的分辨能力,該團隊能夠利用熔化器來發現這顆恆星周圍環境中以前未見過的結構。CfA的高級天體物理學家、該項目的主要研究者Zhang Qizhou補充說:”我們利用氫原子微波激射來探測MWC 349A周圍氣體的物理和動態結構,發現了一個直徑為50au的扁平氣體盤,大約相當於太陽系的大小,證實了該星的近水平盤結構。我們還發現了一個隱藏在遠離恆星的風中的快速移動的噴流組件。”
觀察到的噴流正在以每秒500公里的速度噴射出遠離恆星的物質。這就好比在一眨眼的時間內走完了加利福尼亞的聖地亞哥和亞利桑那州的鳳凰城之間的距離。根據研究人員的說法,如此快速移動的噴流很可能是由磁力發射的。在MWC 349A的案例中,這種力量可能是一種磁流體動力風–一種風,其運動由恆星的磁場和其周圍盤面中的氣體之間的相互作用所決定。
“我們以前對MWC 349A的理解是,這顆恆星被一個旋轉的圓盤和光蒸發的風所包圍。在這個系統中還沒有看到額外的准直射流的有力證據。雖然我們還不確定它來自哪裡,或者它是如何產生的,但可能是磁流體動力風在產生噴流,在這種情況下,磁場負責從系統中發射旋轉物質,這可以幫助我們更好地理解MWC 349A的盤風動力學,以及其他恆星系統中環星盤、風和噴流之間的相互作用。”