天文學家解開1936年獵戶座FU戲劇性爆發之謎
ALMA對獵戶座FU 的觀測揭示了過去氣體流的引力吸積如何導致年輕恆星突然變亮,從而揭示了恆星和行星的形成過程。獵戶座中一組不同尋常的恆星揭示了它們的秘密。獵戶座FU 是一個雙星系統,1936 年首次引起天文學家的注意,當時中央恆星突然變得比平常亮1000 倍。這種行為是垂死恆星的正常現象,但在像獵戶座FU 這樣年輕的恆星中卻從未見過。
藝術家對FU~Ori 大尺度視野的印象。影像顯示了爆發產生的強大恆星風與恆星形成的殘餘包膜相互作用所產生的外流。恆星風驅動強烈的衝擊波進入包膜,而被衝擊波捲起的CO 氣體正是新的ALMA 所揭示的。資料來源:NSF/NRAO/S.Dagnello
這一奇怪的現象激發了人們對同名恆星(FUor 星)進行新的分類。 FUor恆星會突然爆發出耀眼的亮度,然後在許多年後再次變暗。
現在人們已經明白,這種變亮是由於恆星透過引力吸積從周圍環境中吸收了能量,而引力吸積是形成恆星和行星的主要力量。然而,如何以及為什麼會發生這種情況仍然是個謎–直到現在,這要歸功於使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA)的天文學家。
「FU Ori已經吞噬了近100年的物質來維持它的爆發。我們終於找到了這些年輕爆發恆星如何補充質量的答案,”北美ALMA區域中心副經理、美國國家射電天文台(National Radio Astronomy Observatory)科學家安東尼奧-黑爾斯(Antonio Hales)解釋說,他也是這項研究的主要作者,研究成果於4月29日發表在《天文物理學雜誌》(Astrophysical Journal)。 “我們第一次有了直接的觀測證據,證明噴發的燃料是什麼物質”。
放大FU Ori 雙星系統和新發現的吸積流。這張藝術家印象圖顯示了新發現的吸積流不斷從包層向雙星系統輸送品質。圖片來源:NSF/NRAO/S.Dagnello
ALMA的觀測結果顯示,有一股細長的一氧化碳流落到獵戶座FU。這些氣體似乎沒有足夠的燃料來維持目前的爆發。相反,這個吸積流被認為是以前落入這個年輕恆星系統的一個更大特徵的遺留物。
黑爾斯解釋說:”有可能是過去與更大的氣體流相互作用導致系統變得不穩定,引發亮度增加。我們能夠用一台儀器探索的角尺度範圍確實非同一般。”
天文學家使用了幾種配置的ALMA 天線來捕捉來自獵戶座FU 的不同類型的發射,並探測進入該恆星系統的質量流。他們還結合新穎的數值方法,將質量流建模為吸積流並估算其特性。
歐洲南方天文台(ESO)的博士候選人阿希什-古普塔(Aashish Gupta)是這項工作的合著者之一,他開發了用於模擬吸積流的方法。智利聖地牙哥大學(USACH)的塞巴斯蒂安-佩雷斯(Sebastián Pérez)是智利年輕系外行星及其衛星千禧年核心(YEMS)的主任,也是這項研究的共同作者。
放大FU Ori 雙星系統和新發現的吸積流。這張藝術家印象圖顯示了新發現的吸積流不斷從包層向雙星系統輸送品質。圖片來源:NSF/NRAO/S.Dagnello
這些觀測也揭示了獵戶座FU中緩慢移動的一氧化碳外流。這種氣體與最近的爆發無關。相反,它與在其他原恆星天體周圍觀測到的外流類似。
黑爾斯補充說:”透過了解這些奇特的FUor 恆星是如何形成的,我們證實了我們對不同恆星和行星如何形成的了解。我們相信,所有恆星都會經歷爆發事件。這些爆發非常重要,因為它們會影響新生恆星周圍吸積盤的化學成分以及它們最終形成的行星。
大黃蜂的巢穴溫度日漸走向極限威脅傳粉昆蟲的數量編譯來源:ScitechDaily