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Space.com:这片蝴蝶状星云的形成源于两颗年轻恒星的混乱孕育
韦伯太空望远镜捕捉到了一幅壮丽的宇宙画卷,一个由气体和尘埃组成的巨大双极外流,塑造出一个“宇宙沙漏”。
这一景象源自双星系统剧烈诞生时的混乱过程。
这片星云被称为Lynds 483(LBN 483),距离地球约650光年。它为JWST提供了一个理想的研究目标,使科学家们能够深入了解恒星形成的过程。(Beverly Lynds是20世纪60年代编录明亮星云(BN)和暗星云(DN)的天文学家。)
恒星诞生如何塑造这样的星云?
恒星的诞生源于引力坍缩的分子气体云,它们通过吸积周围物质逐渐成长。然而,恒星在吸积物质的同时,也会以高速窄束喷流或较慢但更宽广的外流喷射出部分物质。当这些喷流和外流与周围气体和尘埃碰撞时,就会形成像LBN 483这样的星云。
这片星云呈现出沙漏或蝴蝶状的结构,色彩斑斓,红色、紫色、白色、黄色、橙色和粉色交融在一起。中央散发着明亮的光芒,背景则是星空点缀。
隐藏在星云核心的双星系统
这些喷流和外流的形成是由于丰富的分子物质降落到年轻的原恒星上。LBN 483并非由单颗恒星主导,而是一个双星系统,其主要恒星有一个质量较低的伴星。这颗伴星直到2022年才被考克斯(Erin Cox)领导的西北大学团队发现,他们利用位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)进行观测。
尽管JWST的近红外相机无法直接看到这两颗原恒星(因其尺寸过小),但如果能够放大到星云的核心,深入两片“翅膀”之间,就能发现这两颗恒星被包裹在一个致密的环状尘埃云中。这片尘埃云不断从外部的蝴蝶状星云吸收物质,为恒星的成长提供燃料。
喷流和磁场的相互作用
这些喷流和外流并非持续不断,而是间歇性发生,受原恒星吸积过量物质后“呕吐”过程的影响。磁场在其中起到关键作用,它们引导带电粒子的喷发方向。
JWST的观测揭示了LBN 483中喷流与周围星云母体以及先前喷射出的物质相互碰撞的过程。这些碰撞塑造出复杂的结构,新喷流在冲击周围气体的同时,也受到不同密度物质的阻碍和引导。
整个场景被原恒星自身的光芒照亮,光线穿透环状尘埃云的缝隙,使得V形的明亮星云可见,而中间部分则因尘埃阻挡而显得暗淡。
JWST揭示LBN 483的精细结构
JWST的高分辨率图像揭示了LBN 483的复杂细节,包括其中的扭曲和褶皱。画面中最亮的橙色弧线代表冲击前沿,即喷流当前正猛烈撞击周围物质的区域。此外,星云中还存在看似“柱状”的结构,这些淡紫色的柱子实际上是喷流未能完全侵蚀的密集气体和尘埃团,类似于美国西部的高耸岩柱,它们因抗风化作用而保持原貌。
ALMA的观测显示,星云核心的冷尘释放出偏振电波,这些电波的偏振特性反映了LBN 483内部磁场的方向。该磁场平行于喷流方向,但垂直于流入两颗恒星的物质流。
磁场的扭曲塑造星云形态
磁场不仅驱动喷流的产生,还直接影响星云的最终形态。数据显示,在距离恒星约930亿公里(相当于1000个天文单位,或旅行者1号探测器目前的距离)处,磁场发生了一个逆时针45度的扭曲。这种变化可能对LBN 483的喷流形态产生了深远影响。
这一扭曲源于双星系统的运动。目前,这两颗原恒星相距34个天文单位(约51亿公里),略大于海王星与太阳的距离。然而,主流假设认为它们诞生时距离更远,随后一颗恒星向另一颗迁移,改变了整个系统的角动量分布。角动量需要守恒,因此多余的角动量通过喷流传递给磁场,就像太阳风携带太阳磁场一样,导致磁场发生扭曲。
LBN 483对恒星形成研究的意义
研究LBN 483等年轻恒星系统,对于理解恒星的形成至关重要。恒星的诞生始于一片巨大的分子气体云,这些气体云经历引力坍缩,形成不同的星团或独立的恒星系统。LBN 483的特别之处在于,它不像猎户座星云那样属于大型恒星诞生区,而是一个相对孤立的恒星形成区域。因此,它可能遵循与大型恒星育婴室不同的规则,为研究孤立恒星系统的成长提供了重要的对比样本。
通过分析LBN 483的形态及其如何受到喷流影响,并将这些数据输入恒星形成的数值模拟,天文学家可以修正现有的恒星形成模型。这不仅有助于理解夜空中所有恒星的诞生过程,也能帮助我们回溯46亿年前太阳系形成的那一刻。
或许,46亿年前,某个外星文明的天文学家也在遥望我们的太阳诞生。而在另一个46亿年后,今天躲藏在LBN 483深处的双星系统的智慧生物,可能正在观察我们的太阳走向衰亡。这些天文学家虽被亿万年时光隔开,却因宇宙星辰的漫长寿命而紧密相连。


来源:
https://www.space.com/space-expl ... chaotic-young-stars
By Keith Cooper published 9 hours ago
Powerful jets and radiation winds from two protostars are slamming into the nebulosity around them, sculpting the nebula. |
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