一颗星星在燃烧!宇宙风是如何成为星系模式关键环节的?
来源:天文在线
发布时间:2024-05-08
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一颗年轻星星周围加速盘的插图显示了绕其旋转的物质风(图片来源:梯.穆勒(T. Müller),尔.隆哈特(R. Launhardt))

宇宙学家们发现星星形成时的重要步骤,如何阻止组成星系逃离。“营救机械师”就是“宇宙风”,由气、尘云积攒而成——这些云逐渐积聚形成热的有密度的星系体。并且,这些云可以减慢星星旋转速度。从麦克斯普朗克研究所的研究者领导了一组科学家,用无线电波观察黑暗宇宙云中距离地球460光年的一颗年轻星星CB26。他们结合观察及大量的分析技术,最终建立了CB26星周围的物质流。这个发现可能揭示了没有自身常规动量和旋转,星星是如何从积聚的气态云中形成的。

“婴儿星星”是其组成最不利因素

当宇宙云在其自身重力影响下聚集,当密度过大时,星星开始燃烧。这些云由氢氦和一些重元素组成——最后形成了宇宙学家们所说的“金属”。当聚集的云到达一定密度和温度时,一种熟知的核聚变过程就在其中发生。这种巨变过程将云中的氢原子转换成氦原子,产生了巨大的能量,此时新星就诞生了。但在这一变化过程中有一个关键点,那就气态云以常规运动,但实际上云的闪爆因素是需要更快速的旋转速度的。

可以想象为一位滑雪运动员在宇宙臂中快速滑行旋转。旋转的越快也会生成更强烈的惯性离心力,将物质从星星中心的旋转轴中分离。这些将形成“婴儿星星”——或者是“原恒星”——如何足够多的物质从积聚云中心分离又将不足以产生核聚变。宇宙学家们称这个两难的情况为星星形成的常规动量问题。

答案在于宇宙风

这个问题的一个可能解决方法就是进入积聚云中心区域的物质。在原恒星周围形成一个气尘加速盘的物质,为触发核聚变提供快速旋转时逃离的但是必须增加的物质。

加速盘物质也为新星从原恒心中脱离提供动量。当加速气态旋转物质中的氢气变热时这种情况就发生了。电子从原恒星中分离,产生大量的等离子体粒子。这些粒子的运动在加速盘中产生一个磁场,反过来影响到等离子体流,一些等离子体流甚至穿越磁场线。这些逃离的等离子体流最终和带电中子星物质发生冲突,将某些物质带出有常规物质动量的“风盘”。

常规动量星的损失来源于中心原恒星的快速旋转的间隙,减弱离心力可以解决常规动量问题,这种假说存在漏洞直到现在出现的观察证据。这也是由于我们是位于地球的观察者,即使是闪烁的星星在我们看来也是特别小的。

甚至在宇航学家们20年后(2009)的证据,在观察一颗cb26新星(在原恒星周围最近的星盘之一)周边物质流时,阿尔卑斯山的别鲁高地的列阵望远镜,由很多单独的、大量的无线电望远镜分别观测组成。基于碳混合,研究团队看见逃离地球的光线变化情况,这种波长延展被称为红位移,而射向地球的微波被称为蓝位移。

这显示了加速盘中的云从常规动量中分离,这个形成过程好像龙卷风。马克斯普朗克研究所的劳恩哈特及同事在2009年还不能测量宇宙风距离新星有多远。关键点就是理解宇宙风是否可以转移出足够的新星常规运行动量并保持其不被撕裂。-星星形成时有自己的常规重量-当迅速形成星星时暗物质原子可能形成阴影星系-为什么即使充满星星宇宙还是这么暗?

劳恩哈特及团队在新研究中得到了更进一步的结论以及中子星的更多结论 。马克斯普朗克团队在观察无线电波中得到了比团队首次观察更多的结论。研究者们也用成熟的模型尺度确定了风场物质和场物质间的分布。

这也是研究团队首次测量圆锥形物质流的尺寸,他们发现外部流动的基本尺寸是地球和海王星间距离的三倍约为81亿公里。这也意味着风场较风携带更多的大量常规动量体-这也为恒源星是如何分化演变的提供证据。研究团队正在评估CB26星的源星系,并且用于升级版的普朗克干涉仪中,研究团队称其为“穹宇”并且将天线数量更新为12。研究结果发表在10月17日的宇宙和宇宙物理中。

BY:Robert Lea

FY: 何丹懐

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