噴流在轉!把恆星形成的「旋轉木馬」問題解決了

恆星在氣體塵埃雲的崩塌中誕生。但氣體塵埃雲裡的物質並不會直接落入新生恆星,倒是會先堆疊在一個形狀扁平會旋轉的盤面上。這給天文學家帶來一個問題:盤的轉動速度滿快的,氣體和塵埃要怎麼掉落到恆星裡呢?

在一個旋轉的物體裡朝圓心方向移動會非常難。你可以在旋轉木馬上體驗看看。如果旋轉木馬轉得很快,要朝中央軸移動就很難。因此,要是加以預測的話,盤裡的氣體要落在位於盤中心的恆星上面也將是困難的,因為它帶有太多旋轉能量~或者照天文學家的說法:它的「角動量」太大了。

多數新生恆星普遍具有一些共通特徵,除了一個會轉動,由物質組成的盤(稱為「吸積盤」)以外,大部分新生恆星也有兩道窄細的「噴流」,噴流的組成物質是快速運動的氣體,這兩道氣體以彼此相反且垂直於盤面的方向外噴。很明顯,這麼一來,從盤的內圈區域有一部分氣體是可以被高速吹入太空中的。

因此,天文學家推測這些噴流可以解決「角動量太大」的問題。說不定,噴流會帶走不少的旋轉能量?結果讓盤的內圈有部分物質得以落入恆星而不成問題。這次,ALMA觀測一個新生恆星的氣體噴流,結果似乎證實了這想法。

原來,噴流氣體和用來洗地板的水管裡在流動的水的運動並不一樣,噴流氣體的噴出是帶著轉動的,當物質被高速吹進太空時,噴流也在旋轉,把那個軌跡畫出來可能和電鑽鑽頭的形狀類似。

這個發現顯示:原恆星噴流確實能從吸積盤內圈帶走一些旋轉能量(角動量)。因此,在盤內圈的邊緣,氣體朝恆星掉落就沒想像中那麼難了~~好棒!問題解決了!


發現了什麼?

ALMA觀測的原恆星名稱是 HH212,位置在獵戶座,距地球1,300光年。HH212誕生僅4萬年,很年輕,質量也不大:大約是太陽質量20%。天文學家之前就曾觀測過HH212原恆星的吸積盤和噴流,這次並不是第一次。從地球的角度看,它的吸積盤的角度,有點側面朝向我們。HH212的吸積盤大小大約是海王星公轉軌道的兩倍。它因為在盤的中央平面上有些深色物質,整個盤看起來略似牛肉漢堡。ALMA現在正在更仔細地研究HH212的盤和兩道噴流。

誰發現的?

這次的HH212 觀測,由中央研究院天文及天文物理研究所李景輝和賀曾樸兩位博士率領了一群臺灣和美國的天文學家共同完成。觀測到噴流在轉動的這個發現,發表在【自然天文學】這本專業天文學雜誌上。

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