年轻的恒星喷射物质,使星云的蝴蝶张开翅膀。
扇动翅膀的蝴蝶星云,带我们回到太阳遥远的过去。
来自两颗原恒星的强烈脉冲与辐射风暴猛烈冲击着包裹它们的云雾,并使星云成形。
一个巨大的,两极性的气体与尘埃喷流,成长于一对双星系统动荡的诞生过程中,形成了一个宇宙沙漏——詹姆斯·韦伯太空望远镜拍下了这一场景的壮丽细节。
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这个位于650光年之外的星云气体喷流被称作林兹-483,或者LBN483. 它为詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了一个深入研究恒星形成过程的理想机会。(比弗利·林兹是一名天文学家,于1960年代确定了亮星云(BN)与暗星云(DN)的分类法。)
恒星的诞生怎样催生了这种星云的形成?这是因为,恒星通过从与它们相邻的环境,因引力作用坍缩的分子气体云中吸积物质而成长。即便如此,似乎与之相悖,它们也可能通过快速而狭窄的喷流或更宽但更缓慢的外流释放能量。这些喷流与能量外流与周围的气体、尘埃相撞,创造出像LBN483这样的星云。
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林兹亮星云483在韦伯太空望远镜的红外线视野下。(图片来源:NASA/ESA/CSA/STScI)
形成这种喷流的物质富含那些曾落在年轻的原恒星表面的,丰富多样的分子。对于LBN483这个案例而言,它拥有两颗原恒星而非一颗。双星系统的主星拥有一颗质量较低的伴侣,仅在2022年由艾林·考克斯所带领的团队,利用ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米级望远镜阵列,位于智利)观测发现。我们接下来会看到,两颗恒星撕扯着这个蝴蝶形状的星云,这一事实十分关键。
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==“在韦伯太空望远镜最新拍摄的震撼人心的图片中,“宇宙龙卷风”正在转动。==詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄了细菌大小的尘埃微粒——它们极有可能变成原行星。
我们无法从韦伯太空望远镜拍摄的图片中看到这两颗原恒星——在这张照片的比例下,它们太小了。然而,当我们在想象中靠近这片星云心脏地带的右侧,在它的两叶或两片“翅膀”中间,我们会发现这两颗星星紧靠在一起,安坐在一片甜甜圈形状的高密度尘埃气体云中。这片云从它们之外那片蝴蝶状的气态星云当中补充物质,恒星透过从尘埃甜甜圈之中吸积的材料发出光亮。
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星体的喷流与能量外流并不是持续的,而是以爆发的方式发生,与这些婴儿恒星的周期相应——当它们被喂得过饱,并喷吐出部分吸积的物质。磁场在此过程中扮演着至关重要的角色,它们引导这些带电粒子组成的喷流。
对于LBN483,韦伯太空望远镜见证着这些喷流和外流物质与周围包裹着的星云之间的相撞,它们同时也在与更早被抛出的物质相撞。当这些外流物质撞向周边的物质时,错综复杂的形状就此形成。新鲜的外流破浪前进,同时根据它遭遇的物质的密度做出反应。
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这一切的景象都被两颗迅速成长的恒星本身发出的光所照亮,透过它们的尘埃“甜甜圈”的孔洞,忽明忽暗地闪烁。在它们中间,光线被圆环面挡住,这就是为什么我们会看到V字形的明亮的两翼和中间的黑暗区域。
韦伯望远镜拾取了LBN-483两翼的错综复杂的结构,确切来说是前文所述的扭曲与褶皱。那些明亮的橙色光弧,是正在撞向周边物质的外流所造成的激波前沿。我们也可以看到那些自两颗恒星处指向外侧的柱状物体,在此处它们呈现淡紫色(这些是虚构的颜色,目的是表示不同波长的红外线)。这些柱状物是密度较大的气体及尘埃云团,外流的物质尚未成功将它们侵蚀,正像耸立在美国西部的那些平顶山,从风雨侵蚀中幸存下来那样。
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ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米波望远镜阵列)已经观测到来自这片星云心脏地带冰冷尘埃的极化无线电波——这些尘埃冷到韦伯望远镜都无法探测。弥漫在LBN-483内部的磁场是这些无线电波被极化的原因。该磁场与创造出LBN-483的物质外流相平行,却与落向两颗恒星的内流物质相垂直。
需要记住的是,本质上是这些磁场引导了物质的外流,因此它们的行为对星云形状的雕塑来说非常重要。两极化的尘埃揭示了在距离恒星们930亿英里之外(合1500亿千米或1000天文单位,与我们的太阳和旅行者一号之间的距离相似),可以清晰地辨认出磁场向顺时针方向弯曲了45度。这可能影响到外流物质对LBN-483的塑造。
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这一弯曲来源于成长中的恒星的移动。如今,这两颗原恒星之间相距34个天文单位(合32亿英里或51亿千米),只比太阳和海王星之间的距离稍微远一点。然而,最先进的假说认为这两颗恒星出生时的距离比现在更远,随后其中一颗迁移到了离对方更近的地方。这一过程极有可能改变了这个年轻系统中角动量(沿着轨道运行的物体的动量)的分布。像能量一样,系统中的动量总是守衡的。因此,多余的角动量被并入了外流物质所承载的磁场,就像太阳风承载了我们的太阳的磁场那样,这使磁场开始弯曲。
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研究像为LBN-483提供能量的这一个一样的年轻系统,对深入了解恒星如何形成非常重要。这一切开始于一片变得不再稳定的巨大分子云,经历引力坍缩之后分化成为团块,每个团块最终都成为了孕育新恒星系统的子宫。LBN-483是这其中尤其有趣的一个,它似乎并不像猎户星云那样属于某个更大型的恒星形成区域。作为孤立的恒星诞生之处,它的运作方式也许和那些巨大的星际产房有细微的不同。
——我们的宇宙是被困在一个黑洞里的吗?詹姆斯·韦伯太空望远镜的这项发现也许会让你脑洞大开。
——这位天文学家从詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据中发现了一颗鬼鬼祟祟的多余的恒星。
——詹姆斯·韦伯太空望远镜在火焰星云中探寻“失败恒星”的起源。
通过研究LBN-483的形状以及它从来自原恒星的物质外流中形成的过程,并将这些细节导入为新星形成所建立的无数模拟器,它们就能复制出我们所见的景象。天文学家们可以据此修改他们的恒星形成模型。由此了解到的,不仅是夜空中所有星星如何形成的过程,更是46亿年前使我们自己的太阳得以诞生的过程。
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无人知晓,也许46亿年前,外星天文学家们也曾观看着我们的太阳的诞生。在另一个46亿年里,这个双星系统的居民们,现在正在LBN-483的严密包裹下做着同样的事情,与此同时,它们也观察着太阳的旷日持久的死亡。所有这些天文学家之间相差着数十亿年的距离,环绕着他们的恒星却以漫长的寿命将他们联系在了一起。
BY:Keith Cooper
FY: 奈亚拉托离谱
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