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斯皮策太空望远镜发现新生恒星以惊人速度"进食" 并通过频繁进食成长

斯皮策太空望远镜数据显示:新生恒星以惊人的速度

用红外光拍摄的太空望远镜图像揭示了原本不为人知的细节,如猎户座星云中的恒星形成区的这张图像。最近的一项研究依靠红外线数据追踪了小恒星的频繁爆发,因为它们从周围的气体和尘埃盘中收集质量。资料来源:ESA/NASA/JPL-Caltech

据cnBeta:最年轻的恒星在消耗周围星盘的物质时,经常会发出明亮的闪光。最近对美国宇航局退役的斯皮策太空望远镜的数据分析显示,新生的恒星以惊人的速度"进食",并通过令人惊讶的频繁进食狂潮而成长。

分析发现,处于最早发育阶段的恒星婴儿的爆发--当它们大约有10万年历史,或者相当于一个7小时大的婴儿--大约每400年发生一次。这些亮度的爆发是进食的迹象,因为年轻的、成长中的恒星从它们周围的气体和灰尘盘中吞噬物质。

托莱多大学的天文学家Tom Megeath说:"当你在观察恒星的形成时,气体云会坍塌以形成一颗恒星。这简直就是实时的恒星创造过程"。

Megeath是这项研究的共同作者,这项研究今年早些时候发表在《天体物理学杂志》上,由沙特阿拉伯贾赞大学的教授Wafa Zakri领导。这代表着在了解恒星的形成期方面向前迈出了一大步。到目前为止,最年轻的恒星的形成和早期发展一直是研究的难点,因为它们大多被隐藏在形成它们的云层中,无法看到。

这些年轻的恒星年龄不到10万年,被称为"0级原星"--被包裹在厚厚的气体包裹中,它们的爆发尤其难以用地面望远镜观察到。第一次这样的爆发是在近一个世纪前发现的,此后它们就很少被看到了。

但是,斯皮策在2020年结束了它在轨道上16年的观测,在红外线中观察宇宙,超出了人类眼睛所能看到的范围。这一点,以及它长时间的凝视,使斯皮策能够看穿气体和尘埃云,并从依偎在里面的恒星那里捕捉到这种亮斑。

研究小组搜索了2004年至2017年期间猎户座恒星形成云层中的斯皮策数据,这是一次足够长的"凝视",以捕捉正在爆发的小恒星。在92颗已知的0级原星中,他们发现了三颗--其中两颗的爆发是以前未知的。数据显示,最年轻的婴儿星的爆发率大约为每400年一次,比从猎户座的227颗较老的原生星测得的爆发率要频繁得多。

他们还将斯皮策的数据与其他望远镜的数据进行了比较,包括天基广域红外巡天探测器(WISE)、现已退役的欧空局(European Space Agency)赫歇尔太空望远镜,以及现已退役的空中平流层红外天文台(SOFIA)。这使他们能够估计出这种爆发通常持续15年左右。一颗婴儿恒星的一半或更多的体积是在早期的0级时期增加的。

Megeath说:"按照宇宙的标准,恒星在非常年轻的时候生长迅速。这些年轻的恒星拥有最频繁的爆发是说得通的"。

新的发现将帮助天文学家更好地了解恒星是如何形成和积累质量的,以及这些早期的质量消耗可能会影响后来的行星形成。

他说:"它们周围的盘子都是行星形成的原材料,爆发实际上可以影响这些材料,也许会引发分子、颗粒和晶体的出现,它们可以粘在一起,形成更大的结构。甚至有可能,我们自己的太阳曾经是这些打嗝的婴儿之一。"太阳比大多数恒星要大一些,但是没有理由认为它没有经历过这种爆发式成长的过程。它可能做到了。当我们见证了恒星的形成过程,它是了解我们自己的太阳系在46亿年前的一个窗口。"

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