天文學家認為存在比太陽耀斑強大萬億倍的原恆星耀斑
一個科學家小組可能已經解開了恆星耀斑之謎,該耀斑的威力比最大的太陽耀斑還要大一萬億倍,他們認為一顆巨大的年輕行星正在其周圍旋轉的超高溫原始物質湯中燃燒。由萊斯特大學領導、英國科技設施委員會(STFC)資助的科學家們認為,一顆體積大約是木星十倍大的行星正在成長中的恆星附近進行”極度蒸發”,地獄之火將行星上的物質撕裂並拋向恆星。
對這一過程早期階段的模擬。一顆炙熱的木星被推到離恆星太近的地方,開始蒸發,外層物質脫落到周圍的圓盤中。額外的物質使得圓盤比爆發前更熱。當行星失去大部分質量時,它就會通過超大質量黑洞擾亂恆星時眾所周知的碎屑化過程被完全摧毀。行星的毀滅結束了爆發。資料來源:萊斯特大學謝爾蓋-納亞克申/瓦爾丹-埃爾巴基揚
他們將研究結果發表在《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)雜誌上。對發展中太陽系中此類耀斑的統計表明,每個行星係可能會發生多達十幾次類似的行星消除事件。
科學家們將注意力集中在距離太陽系1200 光年的原恆星FU Ori 上,這顆恆星的亮度在85 年前顯著增加,至今仍未減弱到通常預期的亮度。
天文學家認為,FU Ori亮度的增加是由於更多的物質從被稱為原行星盤的氣體和塵埃雲中落到了原恆星上,但其中的細節仍然是個謎。
過程後期的模擬。資料來源:謝爾蓋-納亞克申/瓦爾丹-埃爾巴基揚,萊斯特大學
主要作者、萊斯特大學物理和天文學院的謝爾蓋-納亞克申教授說:”這些圓盤為成長中的恆星提供更多的物質,同時也孕育著行星。之前的觀測結果提供了一個誘人的暗示,即一顆年輕的大質量行星正在非常靠近這顆恆星的軌道上運行。關於這顆行星是如何激發耀斑的,人們提出了一些想法,但細節並不理想。我們發現了一個新的過程,你可以稱之為年輕行星的’圓盤地獄'”。
萊斯特領導的研究人員為FU Ori 製作了一個模擬模型,模擬了一顆氣體巨行星在遠處的圓盤中形成的引力不穩定性,在這一過程中,巨大的圓盤碎片形成了巨大的團塊,其質量比我們的木星還要大,但密度卻小得多。
該過程早期階段的模擬。資料來源:萊斯特大學謝爾蓋-納亞克申/瓦爾丹-埃爾巴克揚
模擬顯示了這樣一顆行星種子是如何在主恆星引力的吸引下迅速向內遷移的。當它到達相當於地球與太陽之間距離的十分之一時,恆星周圍的物質溫度非常高,有效地點燃了行星大氣的外層。於是,這顆行星就成了為恆星提供大量新鮮物質的源泉,並使恆星不斷成長,發出更耀眼的光芒。
該研究的合著者、同樣來自萊斯特的瓦爾丹-埃爾巴基揚博士補充說:”這是觀測到的第一顆發生這種耀斑的恆星。我們現在有幾十個例子,說明在我們銀河系一角形成的其他年輕恆星也發生了這種耀斑。雖然與正常的年輕恆星相比,FU Ori事件是極端的,但從此類事件的持續時間和可觀測性來看,觀測者得出結論,大多數新興太陽系在原行星盤存在期間都會發生十幾次這樣的耀斑。”
過程後期的模擬。圖片來源:萊斯特大學謝爾蓋-納亞克申/瓦爾丹-埃爾巴克揚
納亞克申教授補充道”如果我們的模型是正確的,那麼它可能會對我們理解恆星和行星的形成產生深遠的影響。原行星盤通常被稱為行星的苗圃。但我們現在發現,這些”苗圃”並不像早期太陽系研究人員想像的那樣安靜,相反,它們是一個極其狂暴和混亂的地方,許多–甚至可能是大多數–年輕的行星在這裡被恆星焚燒和吞噬。”
“現在重要的是要了解其他耀斑恆星是否真的可以用同樣的情況來解釋”。