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2016-09-04 [ASWEB]發現銀河系超重新生恆星

 
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m1a  天文學家新發現的一個與地球距離1萬1千光年的新生恆星,或許有助於我們更認識宇宙裡大質量恆星如何形成。目前,此新生恆星從母分子雲累積質量的過程還持續進行,到了成年時期,質量可能會比現在更大。

  由劍橋大學研究員主持的團隊最近辨識到在巨大恆星誕生過程中的一個關鍵階段,也發現這些大恆星形成的方式原來和比它小很多的恆星是近似的,我們的太陽就是屬於比它小很多的那種恆星。兩種類型的恆星,都是在旋轉的氣體塵埃盤中誕生。這項結果在Exeter大學舉行的「2016年恆星形成國際研討會」上發表,論文刊於英國皇家天文學會月刊。

  說到研究在我們銀河系裡的大質量新生恆星,其難度往往比研究那些質量相對較小的恆星更高一點--這裡所謂「大質量」,指的是質量比太陽大8倍以上的恆星。這類恆星研究難度會比較高的原因是:它們生命短促,來去匆匆。這項特質使得這類恆星在銀河系的千億恆星中,顯得更為罕見,且平均而言它們和地球的距離也比較遠。

  劍橋大學天文研究所的John Ilee博士(此研究論文主要作者)表示:「質量像太陽這樣的恆星,形成時間需數百萬年,大質量恆星則平均比這快好幾倍──大約只需10萬年,這些大質量恆星燃料燒得很快,所以整體而言,壽命較短。要剛好掐住這類恆星的嬰兒時期,相對更難。」

  Ilee等人辨識到的這個原恆星是位在「紅外暗雲」區域,這種地方因為非常冷、密度高,因而成為理想的恆星苗圃(1)。然而,這種恆星形成活動頻仍的區域很難用普通望遠鏡觀測,因為新生恆星是被又厚又不透明的氣體及塵埃雲包圍著。需藉由使用位在夏威夷的「SMA次毫米波陣列」和位在美國新墨西哥州的「VLA甚大望遠鏡陣列」,從波長較長的光來觀測,研究員才能「看透」雲團,也看到「恆星苗圃」本身。

  藉測量恆星附近冷塵埃發出輻射,並透過各種分子在氣體中留下獨特指紋等方法,研究學者得知那裏確實有所謂的「克卜勒盤」──指的是一種「盤中心比盤邊緣轉速更快」的現象。

  研究員Ilee表示,我們太陽系的旋轉也具有相同特性,內圈行星轉速比外圈的快。在環繞大質量新生恆星盤那裡能發現到和太陽系一樣的現象,很令人興奮--這表示大質量恆星形成方式和質量比較小的恆星(如太陽)是類似。

  有點特別的是,這項研究成果初始階段本來是一位參加英國皇家天文學會(RAS)暑期生的暑期研究計畫的一部分,St Andrews大學的一位大學部同學Pooneh Nazari在其暑期研究工作中參與了觀測結果的初步探討,並幫忙撰寫一支可以測量盤中心恆星體重的軟體。

  研究團隊透過觀測得知此原恆星質量比太陽質量大超過30倍以上。此外,新生恆星周圍盤面,經計算,其質量也是相當不小,約太陽質量2、3倍。另一位探討相關議題的學者Forgan則表示,他們透過理論模型推論認為,這個原恆星盤還有更多質量深藏在好幾層氣體塵埃之下,盤的質量這麼大可能使盤因本身重力而碎裂,同時形成好多個質量不那麼大的原恆星同伴們。

  下一步研究團隊計畫利用ALMA來觀測這個區域,找看看是否有潛在的伴星徵兆。一探我們銀河系裡的超重量新生恆星機會難得,研究員打算好好把握。

圖說:以插畫顯示的大質量新生恆星盤面、噴流,Credit: A. Smith, Institute of Astronomy, Cambridge

兩篇相關論文連結:

(1) J.D. Ilee et al. ‘G11.92-0361 MM1: A Keplerian disc around a massive young proto O-star.’ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2016): DOI: 10.1093/mnras/stw1912

(2) D. H. Forgan et al. ‘Self-gravitating disc candidates around massive young stars.’ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2016): DOI: 10.1093/mnras/stw1917

註1:原文為 stellar nursery,目前常見中譯包括產房、托兒所、搖籃、育嬰室...等,此處以苗圃表達「有許多正在育成中的幼苗密集在一處」的概念。

原新聞連結:https://www.cam.ac.uk/research/news/astronomers-identify-a-young-heavyweight-star-in-the-milky-way

周美吟博士審稿、黃珞文譯

資料來源:轉載自中研院天聞網, 2016.08.25, 胡佳伶

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