ALMA目擊恆星爆發式長大

你體驗過爆發式生長嗎?因為長得太快,一年內要買三次新T恤、新鞋子?這種事情除了在青少年身上會發生,嬰兒恆星也會。天文學家拿ALMA資料和早期用另一個天文臺觀測到的比較,結果發現一個很巨大的「原恆星」最近幾年之中發生了巨大的爆發式增長。

恆星是誕生在宇宙氣體塵埃雲中,誕生過程可能需要幾十萬年,這時候它被叫做「原恆星」。這段時間裡,周圍的雲一直有氣體掉到中心的原恆星裡。不過,恆星變大的過程,顯然是既不平穩也不規律,正好相反,它是有一搭沒一搭,跳躍式的生長。

「貓掌星雲」是一塊巨大的恆星形成區,那裡有個質量相當大的原恆星,在2008年時,次毫米波陣列望遠鏡(在夏威夷,臺灣也有參與建造)曾對那個原恆星做過觀測──當時ALMA還沒蓋好,規模比較小的「次毫米波陣列」就好像ALMA的開路先鋒──意外的是,現在從次毫米波段看到的亮度,比上次亮了4倍。

ALMA看不到原恆星本身。發出次毫米波輻射而讓ALMA能看到的是:環繞原恆星的氣體塵埃雲。很明顯,在2008年到 2015 年之間,塵埃變溫暖了。這唯一可能的解釋是:埋在雲氣中的原恆星已變亮了一百倍!

天文學家推測的情景是,有一大塊氣體朝著嬰兒恆星掉落,結果掉到原恆星「吸積盤」裡,「吸積盤」是旋轉在恆星周圍的一個形狀扁平的物質盤,接著,要是盤上堆積太多氣體的話,它會突然垮掉而落在原恆星表面上,像雪崩。

在南非的一個單碟電波望遠鏡所觀測到的結果也支持這個看法。2015 年時,位在南非的「哈特比斯拓克」電波望遠鏡,曾經看到從那個區域發出來的一次短促電波,的確符合天文學家預期,正是原恆星經歷爆發式成長時,應該看到的現象。

天文學家希望研究這類事件能讓大家更了解恆星和行星的誕生。說不定在貓掌星雲裡的這個原恆星未來幾年內會再出現一次爆發增長。幸好,恆星不需要新T 恤和新鞋子!


 

發現了什麼?

ALMA所觀測的這個原恆星,位在貓掌星雲,埋在氣體塵埃雲裡,屬於某群嬰兒恆星的一部分。NGC6334I是貓掌星雲的另一個名稱──這個恆星形成區域在很多夜空照片裡看起來好像貓掌留下的一個腳印,所以才有貓掌星雲這個好玩的名字。貓掌星雲的特徵和大家熟悉的獵戶座星雲滿類似,可是距離遠得多:有5,500 光年,位在天蠍座。

誰發現的?

2008 年,美國國家電波天文臺的Todd Hunter在夏威夷大島上的一座休火山「毛納基峰」上,用那裡的電波望遠鏡「次毫米波陣列」,觀測到貓掌星雲裡的原恆星。2015 年至 2016年,Todd 又用ALMA把 NGC6334I 再看了一次。在撰寫這篇論文的過程中,Todd和美國、加拿大、英國、南非、奈及利亞等其他許多國家的天文學家一起合作,把結果發表在《天文物理期刊通訊 》。