科學(xué)家現(xiàn)在距離制定原始恒星磁盤的條件更近了一步
恒星和行星是如何形成的?科學(xué)家現(xiàn)在距離制定原始恒星磁盤的條件更近了一步。在珀爾修斯云中恒星形成早期階段的三個系統(tǒng)的觀測表明,這些系統(tǒng)中的角動量分布在固體的預(yù)期和純湍流之間,表明核心的影響比以前更遠(yuǎn)。思想。這些發(fā)現(xiàn)可以為磁盤形成的數(shù)值模擬帶來更真實的初始條件。
恒星和行星形成的主要步驟是很好理解的:一個密集的星際云將在其自身的引力下坍縮;由于角動量守恒,中央核心形成原始恒星盤;最后,在大約10萬年左右之后,恒星將變得足夠致密以在其中心點燃核聚變,因此將開始發(fā)光,而在盤中,行星將形成。但是關(guān)于這個過程的細(xì)節(jié)還有許多懸而未決的問題,例如角動量在磁盤形成中的作用是什么,或者恒星磁盤如何聚集它的大部分質(zhì)量?
由馬克斯普朗克外星物理研究所(MPE)領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家小組現(xiàn)已觀察到英仙座分子云中最年輕的三個原始恒星源。這些源在天空平面上接近邊緣,允許研究密集云的速度分布。
“這是我們第一次能夠在形成的早期階段分析三個星際盤周圍的氣體運動學(xué),”負(fù)責(zé)MPE研究的Jaime Pineda表示。“所有系統(tǒng)都可以使用相同的型號,這給了我們第一個提示,即密集的云不會像固體一樣旋轉(zhuǎn)。”固體旋轉(zhuǎn)是最簡單的假設(shè),它描述了在任何給定半徑處具有固定角速度的密集云中的氣體。最能描述所有三個系統(tǒng)的模型介于固體旋轉(zhuǎn)和純湍流預(yù)期之間。
此外,當(dāng)將這些觀察結(jié)果與之前的數(shù)值模型進(jìn)行比較時,很明顯磁場在這些磁盤的形成中發(fā)揮作用:“如果包含磁場,則確保坍塌不太快并且氣體旋轉(zhuǎn)與觀察到一個,“Pineda解釋道。“我們的最新觀察結(jié)果為我們提供了磁盤大小的上限,這與以前的研究非常一致。”
特別是,落入材料的特定角動量與原恒星盤的可能的最大開普勒半徑直接相關(guān)。假設(shè)恒星質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的5%,科學(xué)家們估計開普勒盤的上限約為60個天文單位,或大約是我們行星系統(tǒng)大小的兩倍,與之前的估計一致。這表明在恒星壽命的早期不能形成大圓盤(大于80 AU),因此影響行星形成場景的起點。
天文學(xué)家的下一步將是在演化的不同階段和不同的環(huán)境中觀察這些系統(tǒng),以檢查它們是否會影響特定的角動量分布。然后可以將這些發(fā)現(xiàn)結(jié)合到數(shù)值模擬中或與數(shù)值模擬進(jìn)行比較,以更好地理解形成恒星的致密核心和形成行星的星周盤的共同演化。