一个正在孕育的太阳系：目击胚胎恒星正在吸食「尘埃汉堡」 2017/04/24 | 关键字: 吸积盘, 尘埃汉堡, 双极喷流 文／中研院天文所 ------------------------------------------------------------------------------ http://imgur.com/pRzWsSk.jpg 中研院天文所李景辉团队利用强大的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列望远镜（简称 ALMA）取得一张超精细的天文影像，捕捉到一颗非常年轻的原恒星（胚胎时期的恒星） 正在吸食「尘埃汉堡」—— 一个天文界苦寻多年的最早期尘埃吸积盘。这一项研究确认 了在恒星形成初期会形成吸积盘，挑战现有的吸积盘形成理论。同时也是首度显示出吸积 盘的垂直结构，并对行星形成初期的尘埃颗粒如何长大和沉淀过程提供线索。论文於 2017 年 4 月 19 日在 Science Advances 期刊发表。 令人兴奋的发现！ 天文所研究员李景辉博士说：能看到一个最年轻的吸积盘之细部结构，真是太棒了。因为 ，多年来天文学家一直在找恒星形成最早期阶段的吸积盘，想确定它们的结构、如何形成 、吸积过程怎麽发生。现在我们借用 ALMA 最优异的解析力，不只侦测到吸积盘，并且很 清楚呈现其中许多结构细节，尤其是来自其垂直剖面的部分。 维吉尼亚大学李志云教授表示，｢理论天文学一直没办法好好解释，在恒星形成最早阶段 的盘是如何产生，因为磁场会减缓塌缩物质的旋转速度，这使得早期新生原恒星周围形成 环绕的盘在理论上很难成立。这项新发现意味着磁场阻挠盘形成的效果，可能不如我们过 去以为的那麽强大。 观测天体的性质和观测成果 HH212 是位在猎户座的一个原恒星系统，距离地球 1300 光年。在这个系统的中心恒星年 龄是 4 万年，相当於太阳年龄的十万分之一，质量则为太阳五分之一；具有强力的双极 喷流，显示出它吸积的效率应该很高。在过去，当望远镜解析力最多能看到此系统中央约 200 个天文单位（1 天文单位为太阳到地球的平均距离）时，只能看到有个扁平包层朝 中心盘旋，预期在靠近原恒星的地方，可能有个小小尘埃盘。现在 ALMA 解析力提升到 8 个天文单位，比原来好 25 倍，不仅实际侦测到尘埃盘，而且在次毫米波段，成功解 析这个盘的结构。 http://imgur.com/lvevXeW.jpg 图 1，HH212 原恒星系统的喷流和盘：（a） 喷流由不同分子侦测到的合成影像，影像来 自於甚大望远镜 VLT（McCaughrean et al. 2002）和 ALMA（Lee et al. 2015）。中间 橘色部分显示 ALMA 於次毫米波段以 200 个天文单位等级的解析力所取得的尘埃包层和 盘的影像。（b）拉近放大後，可见以 8 个天文单位的高解析力取得尘埃盘中心影像。星 号标示中心原恒星的可能位置，盘中间有一道明显的暗带，造成盘子看起来像个汉堡形状 。右下角是和太阳系大小的比较示意，盘子的半径约为太阳到海王星距离的两倍。（c） 理论模型推导出的吸积盘温度分布。图／ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al. 观测上看到的这个盘，几乎是以它的侧面面对着地球，半径约 60 个天文单位，盘中间有 一道明显的暗带，夹在两个明亮构造之间，此特徵形成原因是由於这道暗带的温度比较低 而且不透明。本次是首度在次毫米波段侦测到这个暗带，造成盘子看起来像个汉堡形状， 和其他在可见光或近红外光波段看过的一些散射光造成的盘的剪影很相似。这道暗带的结 构清楚地显示出，尘埃盘呈喇叭状，中心较薄外围较厚，与吸积盘理论模型相符。 http://imgur.com/EiOxEzp.jpg 图 2：理论模型推导出的吸积盘影像，和观测一致：（a）吸积盘模型的温度分布。（b） 模型推导出的尘埃辐射分布，和观测到的影像约略一致。图／Lee et al. 未来展望 这项观测对未来更多运用 ALMA 高解析度成像力，去直接侦测并描绘环绕在新生原恒星周 围之小吸积盘，开启相关研究的可能，并对恒星盘形成理论提出见解。在盘的垂直结构上 所得到的观测成果，还对行星形成最早期阶段的尘埃颗粒如何长大和移动过程提供线索。 http://imgur.com/4rhyZR6.jpg 图 3：插画示意吸积盘正在喂食中心原恒星，从原恒星有喷流向外喷出。 图／Yin-Chih Tsai／中研院天文所 相关补充资料: 研究论文篇名：“First Detection of Equatorial Dark Dust Lane in a Protostellar Disk at Submillimeter Wavelength,” by Lee et al. 将於 Science Advances 发表。 研究团队成员: 研究团队成员：李景辉（台湾中研院天文所；台湾台湾大学）、李志云（美国维吉尼亚大 学）、贺曾朴（台湾中研院天文所；东亚天文台）平野尚美（台湾中研院天文所）、张继 洲（美国哈佛史密松天文物理中心)）尚贤（台湾中研院天文所）。 本文改写自中研院新闻稿。 ------------------------------------------------------------------------------ 原文连结: http://pansci.asia/archives/flash/118384 --

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