中研院天文所李景輝團隊利用ALMA望遠鏡,捕捉到一個年輕的原恆星(相當於恆星的胚胎時期)正在吸食「塵埃漢堡」,即是一個天文界找尋多年的「最早期吸積盤」。這項研究同時證實了恆星形成初期會形成吸積盤,挑戰了現有的理論,也首度顯示吸積盤的垂直結構,並對行星形成初期時的塵埃顆粒「長大」及「沉澱過程」都能提供線索。論文已經於上周發表於美國「科學先端」《Science Advances》期刊。

吸積盤(accretion discaccretion disk)由彌散物質(星際物質)組成、圍繞中心體轉動的結構(常見於繞恆星運動的盤狀結構),通常散布在恆星間。通常中心體為年輕的恆星、原恆星、白矮星、中子星或黑洞,在天體運作時氣體就會因為引力朝着中心天體運行;若氣體的角動量大,就有可能落向天體的某個位置,當離心力與中心引力相抗衡時,就會形成一個類似盤狀的結構。

維吉尼亞大學李志雲教授表示,理論上「磁場」會減緩塌縮物質的旋轉速度,所以過去天文界都沒有辦法解釋,恆星形成最早階段的「盤」是如何產生,使得原恆星周圍形成環繞的盤在理論上也很難成立。而這項成果就是意味着磁場阻撓盤形成的效果,可能不如我們過去認為的那麼強大。

過去,望遠鏡解析力最多只能看到這個系統中央約200個天文單位(1天文單位為太陽到地球的平均距離),因此當時預測靠近原恆星的地方,可能有小小塵埃盤。現在透過ALMA,解析力就能提升到8個天文單位,比原來好了25倍,因此實際偵測到,還能解析其結構。

李景輝博士研究後透露,能看到一個最年輕的吸積盤之細部結構,真是太棒了。因為,多年來天文學家一直在找恆星形成最早期階段的吸積盤,確定它們的結構、如何形成、吸積過程怎麼發生。

HH212位在獵戶座的一個原恆星系統,距離地球1300光年。在這個系統的中心恆星年齡是4萬年,相當於太陽年齡的十萬分之一,質量則為太陽五分之一;具有強力的雙極噴流,顯示出它的「吸積效率」應該很高。另外,這個盤幾乎以側面對着地球,半徑約60個天文單位,盤中間有一道明顯的暗帶,溫度比較低而且不透明,夾在兩個明亮構造之間。

本次是首度在次毫米波段偵測到這個暗帶,看起來像「漢堡狀」和其他在可見光或近紅外光波段看過的一些散射光造成的盤的剪影很相似。這道暗帶的結構也清楚地顯示,塵埃盤呈喇叭狀,中心較薄外圍較厚,與吸積盤理論模型相符。

註: ALMA (Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array) 54 座口徑寬 12 公尺的天線以及 12 7 公尺的天線,總共 66 座天線一起協同工作。每個天線個別收集來自太空的輻射,並將訊號聚焦在天線上的接收機上。然後從所有天線取得的信號經專用的超級計算機 (correlator) 加以處理,再最後彙總在一起。

「alma telescope」的圖片搜尋結果

66 ALMA 天線可用不同的配置法排成陣列,天線間的距離變化多樣 ,最短可以是 150 公尺,最長可以到 16 公里。如果與過去所有的望遠鏡系統作比較, ALMA 在毫米次毫米波段上能看到更暗的天體,同時能得到更高的影像解析度

 

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