天文學家最近發現一件怪事:以X射線檢視時,在一個鄰近的恆星誕生區中,一顆原恆星寶寶(protostar,或稱為胎星)卻已出現成熟恆星才有的行為...
天文學家認為:當星際空間中的一團氣體塵埃雲因重力而塌縮時,會逐漸形成新的恆星。但這顆怪誕原恆星的最新觀測結果,卻顯示:有某其他的力量,可幫助重力吸收氣體和灰塵,加速恆星的製造過程。這個強力加速的來源,可能是磁場。相關論文發表在天文物理期刊(Astrophysical Journal)中。
右上圖是南冕座R星(R Corona Australis)附近的恆星誕生區,距離地球約500光年,是天文學家利用夏威夷大學88吋望遠鏡(UH88,U. of Hawaii 88-inch telescope)以近紅外波段觀測拍攝的。照片中可看到許多原恆星(紅色星點)和年輕恆星(亮白色)。恆星誕生區因外層的低溫雲氣還很濃厚,通常無法以可見光觀測,天文學家大都利用溫度較低的紅外波段來避開灰塵的阻擋,才能清晰地看見藏在裡面的胎星。
美國航太總署(NASA)哥達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的天文學家Kenji Hamaguchi等人,利用歐洲航太總署(ESA)的XMM-牛頓X射線觀測衛星(XMM-Newton observatory)進行南冕座R恆星誕生區的觀測,其中畫面中央的6個藍點就是原恆星,與上圖的幾個紅點相互對應。畫面上下的亮點在上圖中則未見。這些天文學家觀測到目標就是其中標示為IRS7B的0級原恆星(Class 0 protostar),亦即:原恆星中最最最年輕才剛開始誕生程序約1~10萬年而已,離核心已點燃核融合反應的正式恆星至少還有幾百萬年的時間。雖然IRS7B在上圖紅外波段中不明顯,但其實就在那顆非常明亮的年輕恆星左邊一點點而已。
這是天文學家首度用X射線觀測到如此清晰的原橫星。他們驚訝地發現:這個原恆星會被某種強力過程將雲氣核心加熱到非常熾熱的地步,使得這團雲氣的行為像一顆真正的恆星,或是說:把這顆原恆星朝正式恆星的階段更推進一步。這些天文學家認為,這個神秘的力量,或許是磁場。對於鑽研恆星演化的天文學家而言,這聽來相當不可思議,因為X射線的產生,牽涉到許多大量能量與熱的釋放過程;像0級原恆星這樣的低溫天體(外圍雲氣僅約攝氏零下240度而已),居然會呈現出X射線,而且從X射線的強度還顯示氣體灰塵等物質落入雲氣核心的速度,是單獨以重力吸引物質的10倍之快!
後來,Hamaguchi等人陸續利用NASA的錢卓X射線觀測衛星( Chandra X-ray Observatory,確定X射線源)、日本位在夏威夷的昴望遠鏡(Subaru telescope,估算原恆星的年齡)和夏威夷大學的88吋望遠鏡進行更多的觀測。這些天文學家推測:或許是因原恆星旋轉,其核心的磁場便彼此糾結,在磁力線重整的過程中釋放出大量磁能,使落往核心的物質與帶電粒子被加速至高速狀態,並使核心溫度升高到攝氏200萬度左右,因而釋放出可穿透核心塵埃區的X射線,讓天文學家可以藉由X射線研究隱匿在寒冷雲氣後方的星體。這個過程有點類似太陽表面閃焰等爆發現象的發生原因。
在非常年輕的0級原恆星上偵測到磁場,將可讓天文學家瞭解恆星形成的過程,因為只有帶電粒子(離子)會對磁場有反應,因此磁圈必定扮演了調節雲氣塌陷的重要角色。不過,這些天文學家並不清楚帶電粒子與磁場從何而來,僅能確定X射線必定會將原子游離而形成更多的帶電粒子,然後又再製造更多的X射線。
出處來源:
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