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天文学家在很少探测到的恒星飞越事件中当场抓住“入侵者”

天文学与空间 2023-01-10 22:39:45

由艾米·C

奥利弗,国家射电天文学观测台 科学家在大犬座的一颗恒星——大犬座大行星(Z CMa)中捕获了一个破坏原行星盘——行星诞生地——的入侵物体

这位艺术家的印象显示,扰动者离开了恒星系统,从原行星盘带走了一长串气体

斯巴鲁望远镜的观测数据

扬斯基超大型阵列和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列表明,入侵者物体是这些气流产生的原因,它的“造访”可能会对恒星系统中行星的生长和发展产生其他未知的影响

信用:阿尔玛(欧洲股票期权/北美股票期权/NRAO),乙

萨克斯顿(NRAO/AUI/国家科学基金会) 科学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列和卡尔·G

扬斯基甚大阵列(VLA)在大犬座Z(Z CMa)恒星系统中罕见地探测到了一次可能的恒星飞越事件

一个不被系统束缚的入侵物体非常接近双星原恒星周围的环境并与之相互作用,导致其周围的圆盘中形成混乱、伸展的尘埃和气体流

虽然这种基于入侵者的飞越事件以前在恒星形成的计算机模拟中有一定的规律性,但很少进行令人信服的直接观察,直到现在,这些事件在很大程度上仍停留在理论上

“很难获得飞越事件的观测证据,因为这些事件发生得很快,很难在行动中捕捉到它们

加拿大维多利亚大学的天文学家、这项新研究的主要研究者董若冰(Ruobing Dong)说:“我们对ALMA波段和VLA观测的结果相当于捕捉到了击中一棵树的闪电。”

“这一发现表明,在现实生活中,藏着圆盘的年轻恒星之间的近距离相遇确实会发生,它们不仅仅是计算机模拟中看到的理论情况

之前的观测研究已经看到了飞越,但是还没有能够收集到我们能够获得的关于Z CMa事件的全面证据

" 像Z CMa上的扰动,不是由入侵者引起的,而是由在太空中一起成长的兄弟恒星引起的

台湾中央研究院天文与天体物理研究所的天文学家、该论文的合著者郝宇猴面包树刘(Hau-Yu Baobab Liu)说:“大多数情况下,恒星不是孤立形成的

双胞胎,甚至三胞胎或四胞胎,出生在一起可能会被引力吸引,结果,彼此靠近

在这些时刻,恒星原行星盘上的一些物质可能会被剥离,形成延伸的气流,为天文学家提供关于过去恒星相遇历史的线索

" 科学家首次捕捉到一个入侵物体“闯入”一个正在发展中的恒星系统

将斯巴鲁望远镜(右上)的散射光观测值(H波段)与VLA (Ka波段,右二)和ALMA的Band 6接收器(右三)的尘埃连续发射观测值以及13CO线(右下)结合起来,科学家们能够全面了解这个入侵者究竟造成了多大的破坏,包括从大犬座(Canis Majoris)星座中的一颗恒星Z Canis Majoris周围的原行星盘延伸出的长气流的发展

这些干扰会对恒星系统中行星的诞生产生什么样的后果,我们还不得而知

信用:阿尔玛(欧洲股票期权/北美股票期权/NRAO),证券

达格内洛(NRAO/AUI/国家科学基金会),日本国立卫生研究院 法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的天体物理学家和玛丽·居里研究员尼古拉斯·奎罗是该论文的合著者,他补充说,就Z CMa而言,正是这些溪流的形态或结构帮助科学家识别和定位入侵者

“当恒星相遇时,它会引起圆盘形态的变化——螺旋、扭曲、阴影等

—这可能被认为是飞掠指纹

在这种情况下,通过仔细观察Z CMa的磁盘,我们发现了几个飞掠指纹的存在

" 这些指纹不仅帮助科学家识别入侵者,还让他们考虑这些相互作用对Z CMa的未来和系统中诞生的小行星意味着什么,这个过程到目前为止对科学家来说仍然是个谜

奎洛说:“我们现在通过这项新的研究知道,飞越事件确实发生在自然界中,它们对环绕小恒星的气态星周盘有重大影响,这些星周盘是行星的发源地。”

“飞掠事件可以极大地扰乱参与者恒星周围的星周圆盘,正如我们在Z CMa周围产生的长拖缆所看到的那样

" 刘补充道,“这些扰动器不仅会产生气流,还可能影响相关宿主恒星的热历史,比如Z CMa

这可能会导致像吸积爆发这样的暴力事件,并且还会以我们尚未观察或定义的方式影响整个恒星系统的发展

" 随着恒星的成长,它们经常与它们的兄弟恒星——在太空中靠近它们成长的恒星——相互作用,但很少观察到它们与外部或入侵者的物体相互作用

科学家们现在已经观察到一个入侵物体干扰了大犬座中的一颗恒星——大犬座Majoris周围的原行星盘,这可能会对小行星的发展产生重大影响

斯巴鲁望远镜在H波段详细观察到了包括长气流在内的扰动

Ka波段的扬斯基甚大阵列,使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列的6波段接收器

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达格内洛(NRAO/AUI/国家科学基金会),日本国立卫生研究院 董说,研究整个银河系年轻恒星系统的演化和成长有助于科学家更好地了解我们太阳系的起源

“研究这些类型的事件提供了一个了解过去的窗口,包括在我们太阳系早期发展中可能发生的事情,这些事情的关键证据早就消失了

看着这些事件发生在一个新形成的恒星系统中,为我们提供了说‘啊哈!这可能是很久以前发生在我们太阳系的事情

现在,VLA和阿尔玛已经给了我们解开这个谜团的第一个证据,下一代的这些技术将打开我们梦寐以求的宇宙之窗

" 科学家们首次对一个入侵物体进行了全面的多波长观测研究,该物体干扰了大犬座大犬座大犬座Z大犬座星(Z CMa)周围的原行星盘(或行星诞生地)

这张合成图像包括来自斯巴鲁望远镜、扬斯基甚大阵列和阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列的数据,详细揭示了入侵物体在Z CMa原行星盘上造成的扰动,包括长物质流

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达格内洛(NRAO/AUI/国家科学基金会),日本国立卫生研究院 最近,国家射电天文学观测台(NRAO)获得批准,其中央开发实验室(CDL)将开发一个价值数百万美元的ALMA第6波段接收器升级版,观测台的下一代VLA (ngVLA)在Astro2020年十年测量中获得了天文学界的大力支持

两台望远镜的技术进步将导致更好的观测,并有可能显著增加对难以看到的物体的发现,如Z CMa的恒星入侵者

这两个项目都部分由国家科学基金会资助

“这些观察强调了一种更新的仪器与一种更有经验的仪器协同工作所带来的协同效应,以及ALMA Band 6接收器是一种多么好的工作工具,”Dr

乔·佩斯,国家科学基金会天体物理学家和阿尔玛项目主任

“我期待升级后的ALMA Band 6接收机能带来更好的效果

" 该发现发表在《自然天文学》上

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