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首度在原恆星雲外圍發現「橄欖石雨」

橄欖石雨示意圖

根據史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)與赫歇爾太空望遠鏡(Herschel Space Observatory)觀測結果,天文學家在一顆仍在成長中的原恆星(protostar)周圍雲氣發現「橄欖石」這種綠色的微小礦物,像是下雨一樣,不斷落向中央的恆星。這是天文學家首度在還在形成階段的恆星周圍塵埃雲氣中發現這種晶體,目前天文學家對於此處為何有這種晶體仍爭議不下,但很可能是這顆原恆星成長過程中所產生的向外噴流造成的。美國俄亥俄州托利多大學(University ofToledo)Charles Poteet等人表示:必須在像岩漿這樣的高溫環境中才能形成橄欖石這種礦物晶體。因此這種晶體很可能是在原恆星表面附近形成,之後被帶進溫度低得多的周圍拱星物質中,最後又逐漸落向恆星。

Poteet等人是在獵戶星雲(Orion Nebula,M42)中一顆編號為HOPS-68的原恆星周圍偵測到橄欖石這種晶體。HOPS-68是顆與太陽類似的恆星,在其周圍原恆星雲中偵測到的橄欖石是所謂的鎂橄欖石(forsterite),主要成分為矽酸鹽類;從夏威夷沙灘到遙遠星系,都有發現鎂橄欖石這種綠色礦物的蹤跡,美國航太總署(NASA)的星塵號(Stardust)和深擊號(Deep Impact)也曾在彗星周圍偵測到這些晶體,甚至在年輕但已成為正式恆星周圍的原行星盤中,也曾發現過鎂橄欖石的存在。

然而,原恆星雲較外圍處的溫度很低,僅約攝氏零下170度左右,比橄欖石生成需有的約攝氏700度溫度還低很多,因此在此居然會發現鎂橄欖石的存在,讓Poteet等人相當驚訝;他們認為很可能是原恆星雲逐漸向內聚集欲生成恆星的過程中,會將物質朝兩極方向快速拋出而形成噴流,藉此降低物質向內聚集過程中過多的角動量與磁場,這些在原恆星表面附近形成的橄欖石因而隨著噴流被向外拋出到原恆星雲外圍地區。Poteet表示:如果身在原恆星周圍還在向內凝聚的雲氣中,你會覺得相當昏暗;但當有微光照到這些橄欖石晶體時,就會覺得在昏暗背景中閃過一絲綠光的感覺。

這項發現或許也能解釋主要存在於太陽系冰冷外圍區域的彗星上會有這類橄欖石的存在。現行一般公認的理論認為:在太陽系早期,原行星盤中的物質是混合在一起的;這類物質是在鄰近太陽之處形成,之後才逐漸遷移到太陽系外圍較冷的區域。Poteet等人認為:這個理論還是對的,差別在於是噴流將這些物質帶到原行星盤外側,最終固結在彗星裡。

資料來源:Spitzer Sees Crystal ‘Rain’ in Outer Clouds of Infant Star, 2011.05.26, KLC

本文引用自臺北天文館之網路天文館網站

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