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獵戶星雲核心的恆星寶寶出現亮度快速變化現象

利用赫歇爾太空望遠鏡(Herschel)和史匹哲太空望遠鏡(Spitzer)觀測資料,天文學家發現埋藏在著名的獵戶星雲(Orion Nebula,M42)中的初生恆星出現亮度快速變化的現象。

位在「星空王者」獵戶座的腰帶下方、相當於獵人短刀部分的獵戶星雲,距離地球僅約1,350光年,不僅相當明亮,以肉眼就可見到這片星雲,而且星雲中有許多初生的大質量恆星,是非常有名的恆星搖籃,周圍雲氣被初生年輕恆星所發出的強烈紫外輻射激發而發光,或是散射這些恆星的星光,使得星雲色彩斑斕,是業餘天文學家最容易、最喜歡觀察拍攝的深空天體之一。

在獵戶星雲塵埃氣體最濃密的區域,以可見光波段通常無法看透,但其實此處是初生恆星最密集之處,有些初生恆星甚至還處在演化的最初階段。由於赫歇爾太空望遠鏡是以遠紅外波段進行觀測,而史匹哲太空望遠鏡的其中兩項儀器則是以波長短一點的紅外波段進行觀測,因此可避開塵埃的阻撓,直擊星雲內部的狀況。

恆星是經由稠密的氣體塵埃雲氣受重力影響,逐漸向內收縮而形成。在形成的最初階段,中間溫暖的原恆星(protostar)周圍還旋繞著氣體塵埃盤,以及一個範圍更大的塵埃氣體包層。這些塵埃盤或包層物質將在恆星周圍盤旋數百年到數千年之久,直到恆星核心的核融合反應啟動,成為一個完全成熟的恆星為止。而某些氣體塵埃盤中的物質會收縮形成行星,其餘的將被恆星的恆星風逐漸向外吹開逸散。

由西班牙Institut de Radioastronomie Millimétrique的Nicolas Billot領軍的研究團隊,在去年冬季到今年春季期間,約每星期變利用赫歇爾太空望遠鏡拍攝一次獵戶星雲的影像,這個工作持續了6星期之久。赫歇爾太空望遠鏡上的PACS光電偵測陣列相機(PACS Photodetector Array Camera)和光譜儀,可於70微米和160微米的遠紅外波段偵測最年輕的原恆星周圍塵埃盤中的低溫塵埃粒子(右上圖中以綠色和紅色顯示)。經與史匹哲太空望遠鏡的波長較短的8微米和24微米中紅外影像(以藍色顯示)結合後,還可尋找年紀稍長一點的熾熱天體。

由這些觀測資料,天文學家驚訝的發現有些年輕天體在幾週內的亮度變化幅度達20%以上,但是恆星周圍物質累積的吸積過程得耗上數年甚至數百年才能完成,因此吸積過程應該不是造成亮度變化的主因。

Billot等人認為,這些年輕恆星亮度變化的可能原因之一,是有許多氣體纖維狀團塊從吸積盤較外圍落往中心時,會使得吸積盤較內側處溫度暫時升高,致使整個恆星系統看起來變亮了。另一個可能是低溫物質堆積在吸積盤內側邊緣,恆星星光照射這些物質的影子投射在吸積盤外側,使吸積盤亮度暫時變暗。無論前述哪一種可能性,都顯示原恆星形成過程並不是一路平順、均勻的。

資料來源:Fledgling stars flicker in the heart of Orion[2012.02.29]

轉載自台北天文館之網路天文館網站


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