从星际介质到原恒星形成,年轻恒星和jin2055金沙

2020-03-28 作者:科学研究   |   浏览(67)

科学家发现一颗耀斑异常高温的褐矮星 比太阳年轻200倍

宇宙中的所有天体都有其生命周期,当然,恒星也不会例外。就像我们人类一样,恒星也始于“胚胎”状态,在它的周围环绕着为其提供生命养料的星云。就恒星的形成过程而言,所经历的一系列演变都是复杂而多变的。从星际介质到原恒星形成,年轻恒星和“失败的”恒星有所不同!星际介质主要是在大爆炸期间所产生的氢和氦,富含来自下一代恒星核心中元素核聚变的较重元素。而星云则是星际气体和尘埃的密集聚集体,在恒星形成区域内的苛刻条件下,大约只有的10%原恒星能够生存,并最终成为恒星。

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太阳现在45亿岁,比这个2300万岁的褐矮星年长200倍

从星际介质到支持恒星形成的星云

腾讯太空讯 据国外媒体报道,虽然天文学家经常把褐矮星称为“失败的恒星”,德拉瓦大学的科学家已经发现,这些暗淡的天体中至少有一个能发出强烈的光。一个由John Gizis领导的研究小组发现了一个“非常酷”的被称为2MASS 0335 23的褐矮星,它只有4400华氏温度,却能产生比太阳更强大的耀斑。

星际尘埃粒子非常小,且一般情况下都小于千分之一毫米,主要由H、C、O、Si、Mg和Fe组成,而灰尘颗粒的大小,与可见光谱的蓝色部分的波长相同, 因此,尘粒会散射蓝光。但是,由于从远处物体到达地球的光被灰尘耗尽了蓝色波长,因此产生的透射光看上去会比实际上更红,这被科学家们称为星际红化。当灰尘颗粒吸收入射光,在加热的同时发射红外线,这便导致了星光变暗,并使来自深空天体的光变暗,这就是所谓的星际消光。

Gizis表示,根据恒星标准,这个褐矮星非常年轻,仅2300万岁,它很多耀斑的温度跟年长的恒星一样热或者更热于它们。这表明,温暖的褐矮星可以像恒星一样,从磁场能量中产生耀斑。

jin2055金沙网站,比如,螺旋星系NGC 3370的大小和结构,都与我们的银河系相似,在可见波长中,图像由位于并定义“螺旋臂”结构的恒星、气体和尘埃云控制。在图像中,不明显的部分是尘埃颗粒,而原子和分子气体,则构成了散布在恒星之间的脆弱的星际介质。星际介质的极低平均密度是 每立方厘米约一个原子,这几乎是一个完美的真空状态。然而,由于恒星之间的空间巨大,星际介质构成了星系质量的20-30%。

他们的工作表明,尽管更冷的褐矮星也有磁场,但它们不会产生耀斑。褐矮星的产生其实跟恒星一样,都是从气体和尘埃的坍塌云中生成,但因为它们不够大、不够热,所以氢和氦不能在其核心融合。Gizis和他的团队,包括博士生Rishi Paudel以及加利福尼亚大学、圣地亚哥和哈佛大学的合作者利用美国宇航局的开普勒太空望远镜取得了发现。

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通过研读成千上万张邮票大小的图像,该团队试图找出亮度峰值。褐矮星在两到四分钟里会突然变成两倍亮。在三个月时间里,这一现象已经发生了十几次。Gizis表示,这些耀斑是非常强大的,比太阳的更强大。它们展示了太阳在年轻时所发出的光。Gizis认为太阳现在45亿岁,比这个褐矮星年长200倍,正值“中年”。实际上在1999的时候,Gizis就发现了该褐矮星,为绘架座β移动星群的一部分。

星云的主要类型有三种,它们分别是发射星云、反射星云和吸收星云。发射星云产生的发射光谱,是因为从一个或多个激发氢气的热发光恒星吸收的能量。来自大质量恒星的紫外线辐射使氢离子化,通过光电离过程从氢原子中剥离电子。当自由电子与质子结合后,会形成氢原子,并在它们向下流过原子的能级时,发出一系列特征的发射线。这些线条中的可见辐射,赋予了这些区域美丽的红色光芒。比如,位于猎户座的星座M42,星云内的热发光恒星正在电离星际氢,质子和电子重新组合并发出红光。

它们都是星际云最原始的部分,星际云是尘埃、气体和空间等离子体的一个人融合。当星际云坍塌的时候,褐矮星被分散到空间中去,就像风中蒲公英的种子一样。Gizis他希望通过研究类似褐矮星这种最不寻常和极端的恒星,来更多地了解普通恒星。在它们最具特色的特点当中,褐矮星每五小时做一个完整的旋转。他还表示,在某些方面,褐矮星很像行星,尤其像太阳系中的气态巨星——木星。

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因为它们是失败的恒星,所以它们最终会呈现类似的大小尺寸,而且它们会像行星一样,随着时间的推移变得越来越冷。它们也有云,通过开普勒可以观察到几个月里云都做些什么,以及发生了多少变化——这是他们正在试图寻找的东西。Gizis正在寻找云和行星的证据。当一颗行星出现在一颗褐矮星或其他恒星面前时,其亮度变暗,耀斑也会影响行星。

反射星云主要由冷星际尘埃组成,反射和散射来自附近恒星的光,灰尘颗粒对蓝光的散射更有效,因此,它们通常是蓝色的。比如,巫婆头星云就是一个反射星云,由于来自猎户座星座附近炎热的蓝色大质量恒星里格尔的紫外线辐射,它也在发光。而吸收星云在物理上与反射星云非常相似,只是因为尘埃云,所以它们看起来有所不同,吸收星云只是阻挡来自它们后面的光源。发射,反射和吸收星云经常出现在同一视场内,发射和反射星云通常与恒星形成区域有关,因为它们是由热的年轻恒星的紫外线辐射所引起的,然而,恒星不会在这些类型的星云中形成。

当太阳爆炸出一个巨大的X级太阳耀斑时,其释放出相当于十亿枚氢弹同时爆炸的能量,地球都能感受到这种影响。Gizis表示,他们认为在褐矮星周围有可能存在着行星,因此褐矮星产生的耀斑对它们来说可能是一个问题。但至于这样的一颗行星是否会像地球一样适合居住,他认为这还有待研究。

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巨大的分子云和原恒星的形成

星系形成的巨大星际气体和尘埃复合物被称为分子云,主要由分子氢组成,这些云是星际介质中最密集(106到1010个颗粒/ cm3)的部分。由于这些云的性质比大多数地方凉爽,因此它们成为了恒星形成的理想位置。分子云是浮肿和块状的,直径从不到1光年到约300光年,含有足够的气体,可以形成大约10到10000000颗恒星,就像我们的太阳一样。超过100000倍太阳质量的分子云被称为巨分子云,而典型的螺旋星系则包含了大约1000至2000个巨型分子云和许多较小的分子云。在大约30年前,科学家们首次通过射电望远镜发现在我们银河系中的这些云。虽然这些云中的分子不发射光,却会在无线电波长下发射光。比如,下图就显示的GMC在猎户座的位置,便是通过一氧化碳气体的无线电测绘产生。

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分子云主要沿着旋臂发现,个别巨大的分子云在内部是暴力和湍流,通过来自气体和磁场线的超音速压力,抵消团块的自重能。“螺旋臂”结构内螺旋密度波的相互作用、附近云层之间的碰撞、超新星冲击波,以及附近的大质量恒星形成是一些可能的触发因素,最终便导致了GMC内的不平衡,并且,团块开始崩溃。在其自身较小的砌体结构内,团块内的单个恒星形成核心,当气体核心坍塌时,由于气体颗粒彼此碰撞,出现摩擦而加热的情况。气体粒子在重力下落下的能量,转换为热能,直到气体核心变得足够温暖,以产生红外和微波辐射。

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