研究发现恒星形成速度可能比想象的快10倍

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天文学家长期以来一直认为,像太阳这样的恒星种子需要数百万年才能形成。大多数由氢组成的云在重力作用下凝结成恒星前的核心,其密度足以坍塌并触发核聚变,而磁力将物质固定在适当的位置并减缓这一过程。

然而,使用世界上最大的射电望远镜进行的观测正在质疑这一漫长的孕育期。研究人员在一个巨大的气体云中放大了恒星前的核心,这是数百颗小恒星的托儿所,并发现由于弱磁场,这个小胚胎的形成速度可能比预期快10倍。

研究发现恒星形成速度可能比想象的快10倍-第1张图片-IT新视野

研究恒星的诞生以及重力和磁场之间的拔河一直是一个挑战,因为磁场可能比地球磁场弱10万倍。检测它们的唯一直接方法来自一种称为塞曼效应的现象,在这种现象中,磁场会导致所谓的谱线以一种取决于磁场强度的方式分裂。这些谱线是原子或分子发射或吸收特定波长光的明暗模式。对于气体云,塞曼分裂发生在射电波段,因此需要射电望远镜。而这个盘子必须很大,才能扩大一小部分空间,并显示出如此微妙的效果。

此前,研究人员利用波多黎各的阿雷西博射电望远镜研究了林德1544,这是金牛座分子云中相对孤立的恒星胚胎,距离地球仅450光年。他们测量了远离地核的以太气体层中的磁场,在那里磁性比重力更重要。他们还分析了磁芯内部的强磁场,因为磁芯的密度是外层的10000倍,所以重力仍然占主导地位。

当时缺少的是对核心层和外层之间中间区域的检查。现在,一种新的塞曼效应跟踪器,一种特殊的氢吸收线,已经成为人们关注的焦点。它是由500米口径的球面射电望远镜(fast)探测到的,fast是中国西南部一个天然盆地中建造的巨大板块。在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中,研究人员报告说,中部区域的磁场强度为4微高斯,不高于外层的磁场强度。如果标准理论有效,磁场需要更强大,才能抵抗云密度100倍的增加,但这并没有发生。

研究表明,引力在云中胜出,而不是在恒星开始形成的稠密核心中胜出。这一发现意味着气体云演化成恒星胚胎的速度比以前想象的快10倍。利用fast探测到的塞曼效应跟踪器,天文学家甚至可以测量新生恒星周围气体和尘埃吸积盘的磁场强度,这将帮助科学家更好地了解行星形成的初始条件。

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