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与“致密”
,让分子云得以坍缩,孕育新的恒星。
1从分子云到原恒星:坍缩的“多米诺骨牌”
恒星诞生的,是分子云核心的引力坍缩。
当某个分子云核心的质量超过“金斯质量”
(jeansass,约103倍太阳质量),引力就会战胜内部压力(来自气体热运动和磁场),开始向中心坍缩。
这个过程像“滚雪球”
:核心越缩越小,密度越来越高,温度逐渐上升(从10开尔文升到100开尔文,再到1000开尔文)。
用斯皮策空间望远镜的红外光谱仪观测ldn935,我们能看到核心的“升温信号”
:红外辐射的强度随波长变化,符合“尘埃加热模型”
——温度越高,尘埃发出的红外光波长越短。
其中一个名为irs1的核心,温度已经达到300开尔文(27c),接近水的冰点,说明它正在进行剧烈的坍缩。
2原恒星的“婴儿装备”
:吸积盘与喷流当核心坍缩到约01倍太阳质量时,中心会形成一个原恒星(protostar)——它还不是真正的恒星,因为还没启动氢核聚变,但已经能发出强烈的红外辐射。
原恒星的周围,会形成一个吸积盘(aretiondisk):从分子云落下的物质,沿着自转轴旋转,像一个“旋转的面条圈”
,逐渐落到原恒星表面。
吸积盘的作用有两个:一是为原恒星“补充燃料”
,让它继续增长;二是通过磁制动(agicbrakg)减慢原恒星的自转,防止它因转得太快而“散架”
。
用ala射电望远镜观测ldn935中的原恒星hdirs,我们能看到它的吸积盘直径约100天文单位(相当于太阳到冥王星的距离),厚度约10天文单位——像一个“薄饼”
,中间有一个“洞”
(由原恒星的喷流清理而成)。
更有趣的是喷流(jet):原恒星通过吸积盘的磁轴,将高速粒子流(速度达100-500公里秒)喷向太空。
这些喷流像“恒星的婴儿奶嘴”
,将多余的物质和角动量喷出去,防止原恒星因吸积过多而变成褐矮星(质量介于行星和恒星之间的天体)。
哈勃望远镜的近红外照片里,能看到hdirs的喷流:两条明亮的“丝带”
,从原恒星两侧延伸出去,长度达10光年,末端有激波加热的气体云,呈现蓝色。
3行星的形成:尘埃盘的“缝隙游戏”
吸积盘不仅是原恒星的“燃料库”
,更是行星的诞生地。
盘中的尘埃颗粒(直径约01微米,像烟雾中的碳粒)会通过碰撞黏合(llisionalgrowth)逐渐变大:先形成毫米级的“星子”
(pesial,像小行星),再变成数百公里的“原行星”
(pro),最后清理掉轨道上的剩余物质,形成像地球这样的行星。
jwst的近红外相机(nirca)对ldn935的观测,首次捕捉到了这个过程的“现场”
:在一个名为irs4的原恒星周围,吸积盘上有一个宽约20天文单位的缝隙——这是正在形成的原行星清理轨道的直接证据。
缝隙边缘的尘埃更密集,说明原行星正在“吞噬”
周围的物质。
更令人兴奋的是,这个原行星的质量约为木星的110,已经足够用引力“梳理”
轨道了。
天文学家计算过:ldn935中,每100万个立方厘米的气体,就有一个正在形成的原恒星——这比银河系平均水平高10倍,说明这里是恒星形成的“热点”
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