台灣天文學家發現旋轉式噴流揭露原恆星成長機制

在HH 212原恆星系統裡的噴流和吸積盤
原恆星(又稱「恆星寶寶」)噴發出來的噴流,是恆星形成時期一個最奇特的標桿。台灣中央研究院天文所李景輝團隊使用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(簡稱 ALMA),以最新觀測首度證實:「噴流在轉動!」此突破性成果不僅確認了噴流能將吸積盤最內緣過剩角動量帶走,解決天文學懸宕多年的難題,也讓吸積盤餵食原恆星的完整情境躍然呈現。

HH 212是位於獵戶座的一個鄰近原恆星系統,距離大約一千三百光年。中心的新生恆星誕生至今僅只有四萬年(是太陽目前年齡的十萬分之一),質量只有太陽五分之一而已。而其中正在餵食原恆星的吸積盤,幾乎以它的側面面對地球,半徑約六十個天文單位,盤中間有一道明顯的暗帶,夾在兩個明亮構造之間,這讓它外觀看起來就像個「太空漢堡」。此外,位在系統中心的原恆星還驅動了強而有力的雙極噴流。藉由對此噴流的觀測可進一步探討吸積盤是如何餵食原恆星。

早先在望遠鏡解析力大約是一百四十個天文單位時,李景輝團隊還無法確認噴流會轉動。現在ALMA解析力提升到八個天文單位,比原來好十七倍,果然偵測到噴流在旋轉。噴流的角動量非常的小,換算得知噴流噴發的位置應該就在吸積盤上距離中心恆星約0.05個天文單位的地方,和目前的噴流發射理論相當吻合。(水星至太陽距離約為0.4個天文單位,約為噴流噴發位置的八倍遠。 )

新發現顯示出在原恆星周圍吸積盤(太空漢堡)最內圈區域,噴流的確將物質的一部分角動量帶走了,減慢了那裡的轉動,因此,中心恆星才能從吸積盤獲得物質。

這項研究開啟了未來利用ALMA高解析力來觀測圍繞原恆星的旋轉噴流之可能性,這對恆星形成領域的噴流形成論述,具有極重要參考價值。此外,這項觀測對其它類型天體的觀測具有啟發效應,譬如星系裡的活躍星系核噴流,在星系尺度上或許正扮演著和原恆星噴流類似的角色,具有帶走盤面角動量的功能。

【圖、文:節錄自中央研究院天文所天文網新聞報導;新聞訊息由林景明提示】 研究全文刊登在已經出版的《自然-天文學》期刊

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