“萌芽”和“新生”原恆星展現扭曲磁場

扭曲磁場爲恆星形成的理論提供了新的洞察力,科學家通過使用前所未有的細節性圖像發現,在一個十分年輕原恆星周圍旋轉的物質拖拽並扭曲了恆星磁場,在原恆星周圍的磁場覆蓋了很大區域。研究人員使用了國家科學基金會資助的卡爾·G·詹斯基非常大型的射電陣列望遠鏡(VLA),觀測成果對理解塵埃圓盤在年輕恆星周圍的形成和演變有重要的研究價值。塵埃圓盤的“原材料”爲恆星周圍行星的形成提供了物質來源,在塵埃圓盤內形成的行星多次得到了觀測的證實。

位於英仙座的年輕原恆星距離地球大約750光年,從2013年到2014年,通過測量光的極化現象,天文團隊觀測了從圓盤物質發射的射電波,塵埃構成了圓盤物質的大部分,它們紛紛“墜入”在年輕恆星周圍迅速萌芽和壯大的圓盤或原恆星盤。射電波極化信息揭示了在靠近年輕恆星周圍區域分佈的磁場特性。伊利諾伊大學的萊斯利·盧尼解釋說,在靠近年輕恆星的區域,磁場排列方式是非常重要的指標,對恆星周圍塵埃圓盤的演變發揮了重要作用,磁場排列形式產生了兩種不同作用,或阻礙塵埃圓盤的形成,或促進塵埃圓盤的演化,更多物質被輸送到圓盤,促成了塵埃圓盤的更快成長。

年輕恆星周圍的氣體和塵埃物質紛紛落入旋轉的塵埃圓盤,“飄落”的塵埃物質可能拖動了磁場磁力線,由於“扯來扯去”的拖拽作用,靠近恆星的磁場形成了與遠離恆星的磁場不同的結構,塵埃顆粒的移動改變了磁場線的分佈。伊利諾斯大學的艾琳·考克斯解釋說,VLA的觀測結果表明,恆星周圍區域的磁場發生了形態變化。天文團隊在8毫米到10毫米的射電波段繪製了首批圖像,在靠近這顆原恆星的區域,射電波發生了極化現象。

在年輕恆星周圍的塵埃圓盤中內存在難以計數的毫米或釐米直徑的塵埃顆粒,原恆星的年齡僅爲大約1萬年,從天文尺度衡量的年齡非常短,這意味着塵埃顆粒在形成恆星的環境中快速地形成和成長。這顆原恆星被命名爲NGC1333 IRAS 4A,它是兩顆年輕雙恆星中的一顆,“襁褓”中兩顆原恆星“寄養”在一個共同氣體和塵埃的包層中,好像兩個肥胖嬰兒安詳地躺在一個嬰兒牀上。十分有趣,無論是恆星的“嬰兒時期”,還是人生的幼兒時期,在搖籃中哺育成長都是共同的。天文團隊推算,在包裹了原恆星的塵埃圓盤中,塵埃物質的總量相當於太陽質量的兩倍。《天體物理學雜誌通訊》刊載了國際天文團隊有關原恆星課題的研究成果。

太陽系每隔2.3億年繞銀河系中心旋轉一圈,太陽只是一顆中小型恆星,它的質量佔到了整個太陽系質量的99.85%,其餘的天體包括行星和衛星、行星環,小行星和彗星、柯伊伯帶和奧爾特雲、太陽系的塵埃和氣體等星際物質。太陽以強大引力將太陽系的所有天體和物質顆粒控制在它的周圍,行星和衛星井然有序地繞太陽轉動。不知銀河系中所有恆星質量佔到整個銀河系質量的比例,不知所有不同質量的黑洞佔整個銀河系質量的比例,所有行星和衛星、小行星、彗星、所有中子星和白矮星、黑矮星、所有氣體和塵埃佔整個銀河系質量的比例,不知銀河系早期、中期和晚期以上比例的變化率。

恆星和行星在氣體雲中形成,氣體雲的塵埃和氣體物質不斷集聚。老年恆星在死亡中爆發,白矮星吸收伴星的物質,以超新星暴“吐出”塵埃和氣體物質。在星系中也許存在各類天體質量的比例,各類天體質量的比例存在生命週期的變化率。自然規律“無形的手”調節了各類天體和物質在星系總量的比例,好像“看不見的手”的市場調節了社會資源和財富在不同人羣的分配比例。

即使計算和觀測了太陽系中不同天體質量的比例,不知爲何產生了這種比例,在太陽系早期、中期和晚期也許存在變化的比例。人們對自然規律有某種堅定不移的信賴,自然規律是一種“無形力量”。在太陽系、銀河系以外的其它星系,人們未能認識物質總量在不同天體和物體的分配比例。也許存在天體統計學規律。沒有完全的市場經濟,市場對資源和財富的分配不夠徹底,卻有完全的自然力量,自然規律對不同天體和物體的質量分配相當徹底。

(編譯:2015-12-22)