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主譯：梁晨

校對(duì)：余路漢

審核：牧夫天文校對(duì)組

美編：蘇奕月

后臺(tái)：李子琦

https://www.cfca.nao.ac.jp/pr/20250528

概要

由大阪大學(xué)研究生院理學(xué)研究科高棹真介助教（研究當(dāng)時(shí)，現(xiàn)為武藏野美術(shù)大學(xué)準(zhǔn)教授）、京都大學(xué)細(xì)川隆史準(zhǔn)教授、東北大學(xué)富田賢吾準(zhǔn)教授、國(guó)立天文臺(tái)巖崎一成助教等人組成的研究團(tuán)隊(duì)，成功完成了全球首個(gè)對(duì)原恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)、周圍氣體盤、以及磁場(chǎng)影響的大規(guī)模三維模擬觀測(cè)。

這一突破性研究極大增進(jìn)了人類對(duì)原恒星成長(zhǎng)機(jī)制的理解。

原恒星通過吞噬環(huán)繞在周圍的原行星盤氣體而成長(zhǎng)。過程十分復(fù)雜，需要借助模擬來(lái)調(diào)查。

然而原恒星和氣體盤的邊界區(qū)域的氣體密度和速度變化劇烈，導(dǎo)致模擬調(diào)查極度困難。更復(fù)雜的是原恒星所帶的極強(qiáng)磁場(chǎng)也增加了模擬的難度。因此氣體到達(dá)原恒星表面的最后瞬間在此之前一直是未解之謎。

研究團(tuán)隊(duì)綜合了各種技術(shù)，構(gòu)筑了類太陽(yáng)的原恒星模型，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模模擬觀測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)了以前未知的成長(zhǎng)過程-原恒星在向原行星盤產(chǎn)生螺旋狀沖擊波的同時(shí)吞噬周圍氣體。此外，原恒星在與氣體盤相互作用時(shí)會(huì)被強(qiáng)磁場(chǎng)覆蓋，磁場(chǎng)能量又引發(fā)了類似太陽(yáng)耀斑的爆炸和高速氣體噴射現(xiàn)象。發(fā)生這一劇烈現(xiàn)象的原恒星周圍出現(xiàn)了圓盤物質(zhì)的大規(guī)模循環(huán)，也為特殊隕石礦物的起源提供了新線索。

原恒星和氣體盤的邊界區(qū)域是恒星研究的前沿領(lǐng)域之一。這次研究有助于加深理解恒星進(jìn)化和太陽(yáng)系起源。

研究成果刊登在美國(guó)天文學(xué)期刊《天體物理雜志》5月14日那期。

本次研究中模擬的一部分使用了日本國(guó)立天文臺(tái)的天文學(xué)專用超級(jí)計(jì)算機(jī)Atelui II。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考大阪大學(xué)發(fā)布的新聞（2025年5月28日發(fā)布）

圖1：超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬出的原恒星從磁化的氣體盤中吸收氣體的樣子。各個(gè)圖像面板顯示的是沿著氣體盤旋轉(zhuǎn)軸方向的三維結(jié)構(gòu)剖面圖。等離子體β（β值）表示氣體壓力相對(duì)于磁場(chǎng)能量密度的比例，顏色越暗的區(qū)域表示磁場(chǎng)的影響越強(qiáng)。（來(lái)源：高棹真介）

圖2：通過超級(jí)計(jì)算機(jī)的模擬再現(xiàn)了原恒星和氣體盤的氣體壓力剖面圖。螺旋狀沖擊波從原始星表面延伸到氣體盤內(nèi)部。右圖：對(duì)原恒星磁場(chǎng)產(chǎn)生螺旋狀沖擊波的說明（來(lái)源：高棹真介）

關(guān)于本研究使用的超級(jí)計(jì)算機(jī)

本研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的部分模擬，使用了日本國(guó)立天文臺(tái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)「アテルイⅡ（Atelui II）」。

其理論計(jì)算性能達(dá)到 3.087 PetaFLOPS（1 Peta = 101?，F(xiàn)LOPS 是衡量計(jì)算機(jī)每秒能執(zhí)行多少次浮點(diǎn)運(yùn)算的單位）。作為專門用于天文學(xué)模擬研究的專用機(jī)，它在日本巖手縣奧州市的國(guó)立天文臺(tái)水澤園區(qū)一直運(yùn)行至2024年8月。該計(jì)算機(jī)以平安時(shí)代在水澤地區(qū)活躍的英雄“阿弖流為（アテルイ）”命名，寓意著“像這位勇猛果敢的英雄一樣，大膽挑戰(zhàn)宇宙的奧秘”的希望。（來(lái)源：國(guó)立天文臺(tái)）

責(zé)任編輯：甘林

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