凝视磁化的星际云,了解恒星是如何诞生的

大蛇南星团及其周围分子云的高分辨率渲染图像。来源:美国国家航空航天局/索非亚/ T。皮拉伊/ J。考夫曼;美国航天局/姓名/ L。艾伦
凝视磁化的星际云,了解恒星是如何诞生的
波士顿大学的天文学家在1400光年外的一群年轻恒星的形成地点附近捕捉到了磁场重新定向的第一张图像
要形成一颗恒星,宇宙需要三个主要成分:引力、湍流和磁场。伴随着气体和尘埃的混合物,这三种力量的相互作用成功地达到了创造闪烁的必要条件,明亮的光球我们都非常熟悉地凝视着夜空。多年来,天文学家一直在探索银河系,以了解恒星诞生时每种因素是如何发挥作用的。现在,这个谜题的一部分变得更清晰了。
在《自然天文学》上发表的一篇论文中,波士顿大学的天文学家Thushara Pillai发现,由宇宙尘埃和气体组成的分子云中的磁场有助于喂养年轻的、正在成长的恒星。皮莱的澳门威尼斯人注册网站研究有助于解开一些澳门威尼斯人注册恒星是如何形成的谜团,以及星际空间中的分子云在多大程度上发挥了作用。
通过使用高分辨率的望远镜偏振红外光图像,Pillai能够精确定位恒星群周围的磁场变弱,改变方向,并与周围的粒子和尘埃一起被拉回星团。
这些带电粒子沿着磁场流动,几乎像传送带一样,进入星团。人们认为,许多恒星都是在细丝的交叉处形成的,大量的冷宇宙气体穿过星际介质中的每一个分子云,这是太阳发出的热和带电粒子气泡之外的空间区域,称为日球层。
“磁场方向的改变……是这门科学的新发现,”皮莱说,他是波士顿大学天体物理澳门威尼斯人注册网站研究所艺术与科学学院的高级澳门威尼斯人注册网站研究科学家。她是通过观察南蛇星座的恒星形成而发现这一发现的。南蛇星座是一个由大约60颗恒星组成的星团,距离地球只有大约1400光年,于2008年被发现。星团中的恒星相对年轻。它们与地球的接近和年轻的年龄为皮莱提供了一个理想的有利位置,可以观察年轻恒星周围分子云的状况。
一旦恒星在分子云中形成,环境就会发生改变,这使得我们无法判断恒星形成时的情况。皮莱说:“通过在非常年轻的状态下捕捉像南方蛇这样的细丝,我们在一个非常独特的时刻捕捉到了它们。”
宇宙中的磁场对大多数望远镜来说是不可见的,而且星际磁场比地球磁场弱大约1万倍,这使得测量磁场强度变得非常困难。通过使用来自美国宇航局平流层红外天文观测站(SOFIA)的数据(SOFIA是一架特殊装备的波音747飞机,可以飞到平流层,用机载的高性能相机HAWC+观察宇宙,该相机能够捕捉肉眼看不见的红外波长的光),pillai和波士顿大学的天文学家Dan Clemens以及他们的合作者可以看到垂直于场的尘埃颗粒。从而推断出磁场的强度和方向。皮莱解释说,这是地面望远镜无法达到的细节水平。她将来自HAWC+的数据与基于陆地的望远镜捕获的不同观测数据进行了比较。
中科院教授兼天文学主席克莱门斯说,SOFIA和地面望远镜的观测相结合,创造了一个强大的新工具,可以揭示分子云在恒星形成过程中如何发挥作用的重要细节。
皮莱通过四种不同的望远镜波长分层,同时暴露了该地区的不同方面,拍摄了这张令人惊叹的南蛇蛇图。这张彩色图像最初是由斯皮策太空望远镜获得的,它揭示了年轻的恒星和它们诞生的尘埃分子云。这张图像与SOFIA的数据叠加在一起,揭示了令人眼花缭乱的线状黑色结构,说明了磁场的方向。这些亮点,看起来几乎像天线上的绿色珠子,是年轻的恒星,被称为原恒星,形成于灯丝的交叉点。有了这张完整的图片,皮莱和她的团队可以看到,与我们的太阳非常相似的恒星更喜欢在这些交叉点形成密集的星团。
皮莱说:“通过索菲亚望远镜,我们已经达到了这样一个程度,我们可以通过一种方式来解析云的结构,我们可以看到磁场实际上在哪里开始变弱,被星团巨大的引力吸引。”向星团中心流动的气体非常密集,它们携带并扭曲了磁场,最终紧密地压缩在一起,以至于该区域在自身引力的影响下坍塌,将温度提高到如此之高,以至于原子融合并诞生了一颗新的恒星。
这项澳门威尼斯人注册网站研究得到了美国国家航空航天局、德国空间中心、大学空间澳门威尼斯人注册网站研究协会、国家科学基金会、波恩-科隆澳门威尼斯人注册网站研究生院、巴西国家科学和技术发展委员会以及米纳斯吉拉斯州<s:1>安帕罗-巴西Pesquisa基金会的支持。
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