年輕的恒星噴射物質,使星云的蝴蝶張開翅膀。
扇動翅膀的蝴蝶星云,帶我們回到太陽遙遠的過去。
來自兩顆原恒星的強烈脈沖與輻射風暴猛烈沖擊著包裹它們的云霧,并使星云成形。
一個巨大的,兩極性的氣體與塵埃噴流,成長于一對雙星系統(tǒng)動蕩的誕生過程中,形成了一個宇宙沙漏——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍下了這一場景的壯麗細節(jié)。
這個位于650光年之外的星云氣體噴流被稱作林茲-483,或者LBN483. 它為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡提供了一個深入研究恒星形成過程的理想機會。(比弗利·林茲是一名天文學家,于1960年代確定了亮星云(BN)與暗星云(DN)的分類法。)
恒星的誕生怎樣催生了這種星云的形成?這是因為,恒星通過從與它們相鄰的環(huán)境,因引力作用坍縮的分子氣體云中吸積物質而成長。即便如此,似乎與之相悖,它們也可能通過快速而狹窄的噴流或更寬但更緩慢的外流釋放能量。這些噴流與能量外流與周圍的氣體、塵埃相撞,創(chuàng)造出像LBN483這樣的星云。
林茲亮星云483在韋伯太空望遠鏡的紅外線視野下。(圖片來源:NASA/ESA/CSA/STScI)
形成這種噴流的物質富含那些曾落在年輕的原恒星表面的,豐富多樣的分子。對于LBN483這個案例而言,它擁有兩顆原恒星而非一顆。雙星系統(tǒng)的主星擁有一顆質量較低的伴侶,僅在2022年由艾林·考克斯所帶領的團隊,利用ALMA(阿塔卡馬大型毫米/亞毫米級望遠鏡陣列,位于智利)觀測發(fā)現(xiàn)。我們接下來會看到,兩顆恒星撕扯著這個蝴蝶形狀的星云,這一事實十分關鍵。
==“在韋伯太空望遠鏡最新拍攝的震撼人心的圖片中,“宇宙龍卷風”正在轉動。==詹姆斯韋伯太空望遠鏡拍攝了細菌大小的塵埃微?!鼈儤O有可能變成原行星。
我們無法從韋伯太空望遠鏡拍攝的圖片中看到這兩顆原恒星——在這張照片的比例下,它們太小了。然而,當我們在想象中靠近這片星云心臟地帶的右側,在它的兩葉或兩片“翅膀”中間,我們會發(fā)現(xiàn)這兩顆星星緊靠在一起,安坐在一片甜甜圈形狀的高密度塵埃氣體云中。這片云從它們之外那片蝴蝶狀的氣態(tài)星云當中補充物質,恒星透過從塵埃甜甜圈之中吸積的材料發(fā)出光亮。
星體的噴流與能量外流并不是持續(xù)的,而是以爆發(fā)的方式發(fā)生,與這些嬰兒恒星的周期相應——當它們被喂得過飽,并噴吐出部分吸積的物質。磁場在此過程中扮演著至關重要的角色,它們引導這些帶電粒子組成的噴流。
對于LBN483,韋伯太空望遠鏡見證著這些噴流和外流物質與周圍包裹著的星云之間的相撞,它們同時也在與更早被拋出的物質相撞。當這些外流物質撞向周邊的物質時,錯綜復雜的形狀就此形成。新鮮的外流破浪前進,同時根據(jù)它遭遇的物質的密度做出反應。
這一切的景象都被兩顆迅速成長的恒星本身發(fā)出的光所照亮,透過它們的塵?!疤鹛鹑Α钡目锥?,忽明忽暗地閃爍。在它們中間,光線被圓環(huán)面擋住,這就是為什么我們會看到V字形的明亮的兩翼和中間的黑暗區(qū)域。
韋伯望遠鏡拾取了LBN-483兩翼的錯綜復雜的結構,確切來說是前文所述的扭曲與褶皺。那些明亮的橙色光弧,是正在撞向周邊物質的外流所造成的激波前沿。我們也可以看到那些自兩顆恒星處指向外側的柱狀物體,在此處它們呈現(xiàn)淡紫色(這些是虛構的顏色,目的是表示不同波長的紅外線)。這些柱狀物是密度較大的氣體及塵埃云團,外流的物質尚未成功將它們侵蝕,正像聳立在美國西部的那些平頂山,從風雨侵蝕中幸存下來那樣。
ALMA(阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波望遠鏡陣列)已經(jīng)觀測到來自這片星云心臟地帶冰冷塵埃的極化無線電波——這些塵埃冷到韋伯望遠鏡都無法探測。彌漫在LBN-483內部的磁場是這些無線電波被極化的原因。該磁場與創(chuàng)造出LBN-483的物質外流相平行,卻與落向兩顆恒星的內流物質相垂直。
需要記住的是,本質上是這些磁場引導了物質的外流,因此它們的行為對星云形狀的雕塑來說非常重要。兩極化的塵埃揭示了在距離恒星們930億英里之外(合1500億千米或1000天文單位,與我們的太陽和旅行者一號之間的距離相似),可以清晰地辨認出磁場向順時針方向彎曲了45度。這可能影響到外流物質對LBN-483的塑造。
這一彎曲來源于成長中的恒星的移動。如今,這兩顆原恒星之間相距34個天文單位(合32億英里或51億千米),只比太陽和海王星之間的距離稍微遠一點。然而,最先進的假說認為這兩顆恒星出生時的距離比現(xiàn)在更遠,隨后其中一顆遷移到了離對方更近的地方。這一過程極有可能改變了這個年輕系統(tǒng)中角動量(沿著軌道運行的物體的動量)的分布。像能量一樣,系統(tǒng)中的動量總是守衡的。因此,多余的角動量被并入了外流物質所承載的磁場,就像太陽風承載了我們的太陽的磁場那樣,這使磁場開始彎曲。
研究像為LBN-483提供能量的這一個一樣的年輕系統(tǒng),對深入了解恒星如何形成非常重要。這一切開始于一片變得不再穩(wěn)定的巨大分子云,經(jīng)歷引力坍縮之后分化成為團塊,每個團塊最終都成為了孕育新恒星系統(tǒng)的子宮。LBN-483是這其中尤其有趣的一個,它似乎并不像獵戶星云那樣屬于某個更大型的恒星形成區(qū)域。作為孤立的恒星誕生之處,它的運作方式也許和那些巨大的星際產(chǎn)房有細微的不同。
——我們的宇宙是被困在一個黑洞里的嗎?詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的這項發(fā)現(xiàn)也許會讓你腦洞大開。
——這位天文學家從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一顆鬼鬼祟祟的多余的恒星。
——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在火焰星云中探尋“失敗恒星”的起源。
通過研究LBN-483的形狀以及它從來自原恒星的物質外流中形成的過程,并將這些細節(jié)導入為新星形成所建立的無數(shù)模擬器,它們就能復制出我們所見的景象。天文學家們可以據(jù)此修改他們的恒星形成模型。由此了解到的,不僅是夜空中所有星星如何形成的過程,更是46億年前使我們自己的太陽得以誕生的過程。
無人知曉,也許46億年前,外星天文學家們也曾觀看著我們的太陽的誕生。在另一個46億年里,這個雙星系統(tǒng)的居民們,現(xiàn)在正在LBN-483的嚴密包裹下做著同樣的事情,與此同時,它們也觀察著太陽的曠日持久的死亡。所有這些天文學家之間相差著數(shù)十億年的距離,環(huán)繞著他們的恒星卻以漫長的壽命將他們聯(lián)系在了一起。
BY:Keith Cooper
FY: 奈亞拉托離譜
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