台灣天文學家團隊首次偵測到恆星形成中噴流與盤風的交互作用

台灣中央研究院天文及天文物理研究所李景輝研究員領導的國際團隊，使用阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列射電望遠鏡（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，簡稱 ALMA），首度偵測到恆星形成中噴流（Jet）和盤風（Disk Wind）的交互作用。研究結果顯示盤風和噴流可以同時存在，各自從盤的不同部位帶走角動量，讓物質可以從吸積盤外圍傳到內側，再落入中央原恆星（嬰兒恆星），解決恆星形成過程中角動量過多的問題。

HH 212是獵戶座附近的一個恆星形成系統，距離約一千三百光年。中央原恆星（嬰兒恆星）非常年輕，年齡只有四萬歲（大約是我們太陽年齡的十萬分之一），質量約為太陽的四分之一。周遭的雲氣帶有角動量，不會直接掉落到中央原恆星，而是邊掉落到吸積盤上邊繞著中心旋轉。觀測顯示有一個強大的雙極噴流從吸積盤中心射出，能帶走盤內側的角動量，從而使盤內側的物質落入中央去餵養原恆星。

先前以六十天文單位（一天文單位是地球到太陽的平均距離）的分辨率對一氧化硫分子發射線進行的研究，已偵測到噴流附近有盤風。現在阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列射電望遠鏡的角分辨率提升到十三天文單位（即約提高五倍），加上前所未有的高靈敏度，可以觀測到盤風與噴流的交互作用。理論模型也顯示出：

（1）從吸積盤距離中心約四天文單位到四十天文單位處可吹出磁性盤風，帶走盤裡的角動量，讓物質可以從吸積盤外圍傳到內側；
（2）噴流是從盤中心發出，使該處物質掉落到嬰兒恆星上；
（3）盤風和噴流驅動的弓形震波作用產生一個空腔，並在邊界造成一層薄的一氧化硫殼狀結構。這種交互作用為未知的年輕吸積盤磁場強度和分佈提供了第一手證據。

荷蘭萊頓天文台（Leiden Observatory）的班瓦·塔蓬（Benoit Tabone）對此研究提供了理論模型，他表示：「看到我們的磁性盤風模型與觀測到的盤風形態和動力特性如此吻合，令人驚喜！而且盤風可以把盤裡角動量帶走。」巴黎天文台的蕭菲·卡布里（Sylvie Cabrit）也說：「對於噴流與盤風交互作用的觀測和模型，為吸積盤的大尺度磁場研究開啟了全新的康莊大道，對早期行星形成有重大影響。」

【圖、文：節錄自中央研究院天文及天文物理研究所2021年2月8日新聞公佈】研究全文刊登在2021年2月2日出版的《天體物理學快報》

HH = Herbig-Haro object = 赫比格-哈羅天體星表