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关于太阳系的诞生 年轻的恒星教会了我们什么

摘要我们太阳系中心熟悉的恒星已经成熟了数十亿年,并最终为地球上的我们提供了赋予生命的能量。但是很久以前,我们的太阳只是一颗正在成长的婴

我们太阳系中心熟悉的恒星已经成熟了数十亿年,并最终为地球上的我们提供了赋予生命的能量。但是很久以前,我们的太阳只是一颗正在成长的婴儿星。年轻时的太阳是什么样子的?长期以来,这一直是一个谜,如果解决了,可以告诉我们太阳系的形成——之所以这么命名是因为 sol 是太阳的拉丁词——以及其他由行星和围绕恒星运行的宇宙物体组成的恒星系统。

“我们已经在银河系的其他恒星系统中探测到了数千颗行星,但所有这些行星都是从哪里来的?地球从哪里来?这才是真正驱动我的原因,”该论文的第一作者、波士顿大学文理学院天文学副教授。

Espaillat 及其合作者在《自然》杂志上发表的一篇新研究论文最终提供了关于太阳处于婴儿期时哪些力量在起作用的新线索,首次探测到一颗婴儿恒星上一个形状独特的斑点,揭示了有关以下方面的新信息年轻的明星如何成长。

Espaillat 解释说,当一颗小恒星正在形成时,它会吃掉围绕它旋转的尘埃和气体粒子,即所谓的原行星盘。粒子在称为吸积的过程中撞击恒星表面。

“这与太阳经历的过程相同,”Espaillat 说。

在磁化分子云中发现了原行星盘,在整个宇宙中,天文学家都知道它是新恒星形成的温床。理论上,原行星盘和恒星通过磁场相连,粒子跟随磁场到达恒星。作为粒子碰撞到生长星,表面热点哪位是在吸积过程的焦点非常烫,致密的形式。

Espaillat 和她的团队观察一颗距地球约 4.5 亿光年的年轻恒星,首次证实了天文学家为预测热点形成而开发的吸积模型的准确性。直到现在,这些计算机模型都依赖于计算磁场结构如何引导粒子从原行星盘撞击到正在生长的恒星表面上的特定点的算法。现在,可观察到的数据支持这些计算。

BU 团队,包括研究生 John Wendeborn 和博士后研究员 Thanawuth Thanathibodee,仔细研究了一颗名为 GM Aur 的年轻恒星,它位于银河系的金牛座-御夫座分子云中。Espaillat 说,目前不可能拍摄这样一颗遥远恒星的表面,但鉴于恒星表面的不同部分发出不同波长的光,其他类型的图像是可能的。该团队花了一个月的时间拍摄从 GM Aur 表面发出的光波长的每日快照,编译 X 射线、紫外线 (UV)、红外线和可见光的数据集。为了窥视 GM Aur,他们依靠 NASA 的哈勃太空望远镜、凌日系外行星勘测卫星 (TESS)、Swift 天文台和 Las Cumbres 天文台全球望远镜网络的“眼睛”。

这颗特殊的恒星,GM Aur,在大约一周内完成一次完整的旋转,在这段时间里,随着更亮的热点远离地球,然后又回到我们的星球,亮度水平预计会达到峰值和减弱。但是当团队第一次并排排列他们的数据时,他们被所看到的东西难住了。

“我们看到 [数据中] 有一天的偏移,”Espaillat 说。紫外线不是所有光波长同时达到峰值,而是在所有其他波长达到峰值前一天左右达到最亮。起初,他们认为他们可能收集了不准确的数据。

“我们多次查看数据,仔细检查时间,并意识到这不是一个错误,”她说。他们发现热点本身并不完全均匀,它内部有一个区域比其余部分更热。

“热点不是一个完美的圆……它更像是一个弓,弓的一部分比其他部分更热、更密集,”埃斯帕拉特说。独特的形状解释了光波长数据中的错位。这是以前从未检测到的热点中的现象。

“这项[研究]告诉我们,热点是由磁场在恒星表面产生的脚印,”埃斯帕拉特说。曾几何时,太阳也有热点——不同于太阳黑子,太阳黑子是我们太阳表面比其余部分更冷的区域——集中在它从周围原行星盘的气体和尘埃中吞噬颗粒的区域.

Espaillat 说,最终,原行星盘逐渐消失,留下恒星、行星和其他构成恒星系统的宇宙物体。她说,仍有证据表明为我们的太阳系提供燃料的原行星盘存在于我们的小行星带和所有行星中。Espaillat 说,研究与我们的太阳具有相似特性的年轻恒星是了解我们自己星球诞生的关键。