新生恆星噴射的一氧化碳高速氣流,或來自冰彗星的蒸發

2020-12-01 科學大觀園雜誌

在這個天體系統中,恆星位於中心,其內部塵埃帶中產生的氣體向外擴散到遠端邊緣。

最近,由英國劍橋大學領導的研究團隊拍攝到了行星系統進化過程中的一個獨特階段:在400光年外的天體系統中,一顆低質量新生恆星正在快速「噴射」一氧化碳氣體。這一發現為太陽系演化過程的研究提供了新見解,表明其演化方式可能比之前認為的更加複雜。

儘管高速噴氣的原因尚未明確,但該研究小組認為,這些氣體很可能來自恆星小行星帶中蒸發的冰冷彗星。

被歸為III類恆星周圍可能環繞著由星際碎片組成的圓盤。科學界認為這些圓盤是由彗星、小行星和其他被稱為「星子」(planetesimal)的固體物質不斷碰撞而形成的。碰撞產生的殘留塵埃和碎片吸收了來自中心恆星的光,並重新輻射出微弱光暈,使阿塔卡馬大型毫米/亞毫米望遠鏡陣列(ALMA)得以對其進行探測、研究。

本次研究觀測到的恆星名為「No Lup」。雖然具有暗淡、低質量的塵埃盤,但它是首顆已知的噴射一氧化碳氣體的第III類恆星,也是該類型恆星中首顆由ALMA探測到的新生恆星。眾所周知,許多年輕恆星仍保留著「誕生」時的氣體盤,但「No Lup」顯然「進化」了——它的原始氣體已經消失。更不尋常的是,在氣體和恆星距離很遠的情況下,其移動速度遠遠高於預期。這表明,該恆星十分獨特,科學家有必要進一步探索其運動及起源。

英國華威大學研究員Grant Kennedy解釋:「我們找到了一個簡單的方法來解釋該現象:通過數據模擬一個氣體環,並施加額外的力讓氣體向外移動。模型演算結果顯示,這些氣體完全符合它以每秒22千米的速度從系統中噴出的情況,而這一速度高於任何穩定的軌道運行速度。」

進一步分析結果還表明,氣體可能是在小行星相互碰撞時產生的,或者是在升華階段(從固態到氣態的轉變)產生於該恆星附近富含一氧化碳冰的彗星表面。

「這顆迷人的恆星揭示了在行星系統誕生後不久,是怎樣的物理過程塑造了它們,」論文合著者Mark Wyatt教授說,「氣體在這個系統中產生的剪切速率及其外流性質是相當引人注目的,這為我們指出了此前從未揭露的行星系統演化階段。」

原創編譯:朱明逸 審稿:西莫 責編:陳之涵

來源:劍橋大學

原文連結:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/uoc-fgf112420.php

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