宇宙中那些最終會以超新星爆發震撼謝幕的大質量恒星,在“幼年時期”其實是個瘋狂“干飯”的“吃貨”——最近,天文學家就抓拍到了一顆大質量原恒星“干飯”的高清畫面!
2300光年外的“恒星食堂”
故事發生在距離地球約2300光年的仙王座A恒星形成區。這里是離我們第二近的大質量恒星“產房”,其中一顆名為HW2的年輕原恒星,成了天文學家的重點觀察對象。借助美國國家射電天文臺的甚大天線陣(VLA),科學家首次看清了圍繞HW2的氣體流動全貌——原來這顆已擁有16倍太陽質量的“大塊頭”,仍在通過一個關鍵“干飯工具”瘋狂成長。
這個工具就是“吸積盤”——簡單來說,就像給原恒星“送飯”的旋轉餐桌。天文學家通過追蹤星際中常見的氨分子(NH?)運動,發現HW2周圍有一個由高溫高密度氨氣組成的環,范圍在200-700天文單位(1天文單位≈1.5億公里,相當于地球到太陽的距離)。這個氨環正是吸積盤的一部分,物質正沿著它向中心的原恒星奔去。
“干飯速度”刷新認知
更驚人的是“干飯效率”:天文學家計算出,HW2正以每年0.002個太陽質量的速度吞噬氣體。要知道,太陽的質量是地球的33萬倍,這個速度相當于每年“吃”掉約6600個地球!這是目前觀測到的大質量原恒星中最高的吸積率之一,甚至在它已經長到16倍太陽質量時,這個“干飯速度”仍未減弱。
“我們的觀測直接證明,大質量恒星可以通過吸積盤持續積累物質,直到達到數十倍太陽質量。”研究負責人、意大利國家天體物理研究所的AlbertoSanna博士說。VLA射電望遠鏡的超高靈敏度功不可沒,它讓科學家看清了僅100天文單位尺度的細節,相當于在地球上看清月球表面的一枚硬幣。
解決25年“懸案”
這次發現還終結了一場持續25年的科學爭論——此前學界一直懷疑,像HW2這樣的大質量原恒星是否真的擁有能支撐其快速成長的吸積盤。早在90年代末,西班牙空間科學研究所的JoséMaríaTorrelles就開始觀測HW2,2000年代借助更先進的望遠鏡,他曾提出HW2周圍存在吸積盤和噴流的證據,但當時的觀測精度不足以蓋棺定論。
如今,VLA的觀測不僅確認了吸積盤的存在,還揭示了更細節的運動規律:盤中氣體既在旋轉,又在以接近自由下落的速度向中心坍縮,這種“旋轉+墜落”的平衡由引力和離心力共同維持。更有趣的是,盤的形狀和運動存在不規則性,暗示有來自外部的“氣體輸送帶”(天文學家稱為“流束”)在持續給吸積盤“加菜”,這和其他恒星形成區的觀測結果一致,說明這種“外賣補給”可能是大質量恒星持續成長的關鍵。
宇宙“發動機”的成長密碼
這項研究的意義遠不止于解開一顆恒星的“干飯之謎”。大質量恒星作為宇宙的“發動機”,它們的風與超新星爆發會向星系拋射重元素,塑造星系演化。弄清楚它們如何快速成長,能幫助我們理解整個宇宙的化學演化史。
正如美國國家射電天文臺的ToddHunter博士所說:“射電干涉技術讓我們窺見了銀河系中最具影響力天體形成的隱秘過程。未來十年,升級后的VLA將能以太陽系尺度觀測恒星周圍的氨氣,到那時,我們或許能看清更多恒星‘干飯’的細節。”
下次仰望星空時,不妨想想那些看似安靜的星辰,在“幼年”時可能都是瘋狂“干飯”的宇宙“吃貨”——宇宙的精彩,永遠藏在細節里。
你對宇宙中這些“干飯王”恒星好奇嗎?
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