金牛座有一颗“打喷嚏”的婴儿恒星，它可能会解开一个长期存在的宇宙谜团

黄俊琼

一位艺术家对婴儿恒星排出的尘埃、气体和磁能的“喷嚏”的概念。（图片来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO））

据美国生活科学网站（Sharmila Kuthunur）：天文学家发现了第一个已知的婴儿恒星“打喷嚏”的例子。宇宙放电可能发生在几百年前，揭示了婴儿恒星在进化早期是如何排出大部分磁能的——这是一种脱落机制，可以阻止它们的高旋旋轮廓破裂。

研究人员在阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）天文台拍摄的图像中观察到了宇宙喷嚏，该天文台是位于智利阿塔卡马沙漠的一组射电望远镜。

这颗恒星是一颗微弱的新星，嵌入一个名为MC 27的致密气体云中，距离地球约450光年，位于金牛座。宇宙摇篮是一个由气体和尘埃组成的湍流环，被称为原恒星盘，在这里，不稳定的磁场与气体相互作用，并间歇性地爆发为覆盖着气体和尘埃的尖峰和电弧。研究人员在周四（4月11日）发表在《天体物理杂志》上的一项研究中报告称，这一过程被称为交换不稳定性，大致以音速将泄漏的物质从圆盘中推开。

“这一发现出乎意料，”日本九州大学天文学家、该研究的主要作者德田和树告诉《生活科学》。虽然之前对恒星托儿所的望远镜观测并没有揭示出这种特殊的结构，但ALMA发现了不仅逃离了星盘，而且离星盘更远的地方也有飘带，揭示了这颗小恒星过去曾多次“打喷嚏”。研究人员说，这种偶发的行为有助于这颗小恒星在周围保持一个致密的圆盘。

德田说：“目前还不能确定这一过程是否具有普遍性。”。他说，充满气体、充满磁场的恒星形成云增加了恒星打喷嚏的可能性。其他地方也有类似的结构从原恒星盘中突出的报道，但尚未得到证实，这提供了早期迹象，表明这种释放丰富磁场的方式可能是恒星进化的普遍方法。



金牛座分子云视图。（图片来源：欧空局/赫歇尔航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院，CC BY-SA 3.0 IGO；致谢：R.Hurt（喷气推进实验室Caltech））

婴儿的第一个喷嚏

恒星诞生于巨大不透明的尘埃和气体云的引力坍缩。随着坍塌的继续，新生儿们开始旋转。天文学家长期以来一直怀疑，恒星在其最初的10万年中一定会以某种方式减慢自转速度，否则它们的高自转会使它们分裂。

一种领先的理论认为，它们是通过排出相当多的磁能来实现这一点的。德田在一份声明中说，以前的望远镜观测支持“磁制动”理论，因为一颗恒星保持所有磁能，“会产生比任何已知原恒星观测到的磁场强很多数量级的磁场”。

交换不稳定性在20世纪90年代末被理论化为磁制动的一种方法，长期以来一直被认为是一种可能破坏磁盘的机制。德田在接受《现场科学》采访时表示：“这通常被认为是一种不可取的机制，天文观测界很少讨论。”。新的观察结果表明，是时候更认真地对待这一理论了。

排出的气体、尘埃和磁能究竟会发生什么，这是一个悬而未决的问题。德田怀疑它在星际空间中停留了亿万年，尽管这种物质最终有可能回到恒星，他说。

在接下来的几个月里，德田和他的团队计划调查引发“喷嚏”的具体条件和环境，以及它们是否会影响行星的形成。德田说，考虑到行星与恒星由同一团气体和尘埃组成，原行星也有可能释放出多余的磁能，但“迄今为止，还没有专门针对这种可能性的理论和观测研究。”