天文|新研究揭示幼年恒星如何通过吸积长大_恒星形成|科学|科技

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遍布整个宇宙的大量大分子气体和宇宙尘埃在经历极端的湍流后，在自身的引力下发生塌缩。在塌缩过程中，云团中心的物质会发热，并将氢变成氦。这些炙热的漩涡中心最终诞生了宇宙中最伟大的存在之一：恒星。

在它们达到最终稳定的质量之前，这些年幼的恒星被它们出生时的星云物质残骸所包围。气体和尘埃在其周围形成一个吸积盘，年幼的恒星也就是利用这个吸积盘长大。
但恒星究竟是如何以这些气体和尘埃为食的呢？欧洲南方天文台(ESO)的一个天文学家小组对年轻恒星的附近进行了观测，以便了解这些巨大的幼年恒星究竟是如何吸积的。他们的发现被详细发表在了周三的《自然》杂志上。

围绕着一颗小恒星的气体和尘埃盘的艺术图.
年轻的恒星需要几十万年的时间才能长到最终的质量，它们从周围圆盘状的气体和尘埃中汲取质量。
一些科学家认为，恒星的引力将物质吸引到它们的表面，让它们从中汲取质量。但事实并非如此: 由于角动量守恒，气体和尘埃等物质往往会搭乘恒星的引力并围绕恒星旋转运行，而不是被吸引到恒星表面。

那么，这些物质是如何直接落到恒星表面，让恒星长大的呢？
这项新研究的研究者们利用欧洲空间建立的高分辨率仪器"GRAVITY" ，将智利的四台8米口径望远镜组合成一台虚拟望远镜，观测到了水蛇座一颗年轻恒星TW Hydrae周围气体圆盘的内部结构。
"这颗恒星很特别，因为它离地球非常近，只有196光年的距离，而且恒星周围的物质圆盘垂直面对我们" ，马克斯-普朗克天文学研究所、都柏林高等研究院和都柏林大学学院研究员、该研究成果的主要作者丽贝卡-加西亚-洛佩斯在一份声明中说道。

"这使得它成为探究行星吸积盘的物质如何被吸引到恒星表面的理想研究对象。 "
观测结果显示，这个恒星系统发出的辐射来自于恒星物质圆盘的最内部区域，其中氢被吸收到了恒星表面。这表明落到恒星上的物质是通过一个被称为磁层吸积的过程被恒星的磁场所引导的。
【天文|新研究揭示幼年恒星如何通过吸积长大】恒星的磁场引导气体物质以柱状流动的方式从恒星物质盘的内缘流向恒星的表面。根据该研究，这使得被吸积的物质能够克服恒星引力所带来的角动量，从而使气体物质来到恒星表面。
与地球自身的磁场类似，来自恒星物质圆盘内缘的气体会被搬运到恒星的南北两极。

这项新研究背后的天文学团队希望进行进一步的观测，以更详细地了解其中具体的物理过程，并更好地研究恒星产生的磁场。
相关论文摘要:
恒星是由其周围的圆盘中的物质堆积聚合而形成的。人们一致认为，圆盘中的物质被恒星磁场引导到恒星表面。这个磁场非常强大，足以将接近日冕半径的恒星圆盘物质吸积，而在这个半径尺度上，星盘的旋转速度与恒星一致。

对年轻的恒星天体光谱干涉研究表明，氢发射线（一种众所周知的吸积活动示踪物）大多来自于一个直径为几毫角秒的区域，通常位于尘埃升华半径内。氢谱线发射可能来源于恒星磁层、旋风或吸积盘。在中等质量的赫比格Ae/Be星情况下，布拉克 γ（Br γ）辐射是空间解析的，这使得辐射主要来自恒星磁层的可能性大大降低，因为在这些源中检测到的磁场很微弱（大约十分之一高斯）, 这说明磁层非常薄而致密。

就金牛T星而言，它们较大的磁层会使它们更易解析。然而，恒星磁层的小角度尺寸（几十分之一毫角秒）加之星风的存在使得对观测结果进行解释有了很大难度。我们报告了光学长基线干涉测量观测的结果，对金牛T星长蛇座TW 的内盘进行了空间解析，我们发现近红外氢线发射来自一个直径约3.5恒星半径的区域。这个区域位于连续尘埃盘的发射区域内（7个恒星半径），同时也在日冕半径内（日冕半径是该区域的两倍）。
这表明正如磁层吸积模型所预期的那样，氢线发射来自于吸积柱（物质吸积到恒星上的漏斗状物质流），而不是来自于更远距离（一个天文单位以上）的星风。
BY: inverse
FY: Berry.Jepsen
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天文|新研究揭示幼年恒星如何通过吸积长大

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