發現 FU Ori 型變星暴食膨脹,解釋新生恆星成長謎團

作者 | 發布日期 2018 年 12 月 21 日 12:22 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly


嬰兒恆星嗷嗷待哺,但它們整天除了緩緩「吸積」周圍物質外,偶爾也會出現「暴食」現象,此時恆星亮度短時間內可較平時增加至少 100 倍,稱為 FU Ori 爆發。最近,天文學家幸運地看見了罕見的 FU Ori 型變星暴食,相關數據將能進一步鞏固恆星進化理論。

這顆年幼的 FU Ori 型變星名為 Gaia 17bpi,首先由歐洲太空總署的蓋亞衛星(Gaia)發現其亮度發生變化。但其實研究人員回溯過去數據時,發現 NASA 的 NEOWISE 衛星在一年半前就偶然發現過這顆恆星變亮,史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope,SST)也在 2014 年兩度見證這顆恆星亮度爆發,只是當時都沒有人注意到。

加上 NEOWISE 衛星和史匹哲太空望遠鏡豐富的紅外數據後,科學家將更進一步了解 Gaia 17bpi。

FU Ori 型變星(獵戶 FU 型變星)得名來自該類別始祖:原恆星獵戶座 FU (FU Orionis),指一種在光度和光譜會出現極大變化的主序前星(註),如果一顆正在成長中的嬰兒恆星突然出現暴食現象:100 年內吃掉大量物質,致使亮度短時間內比平時增加至少 100 倍,這就是 FU Ori 爆發事件。

▲ 嬰兒恆星暴食過程。(Source:加州理工學院

加州理工學院(CalTech)研究主要作者、天文學教授 Lynne Hillenbrand 說,所有恆星在成長中都會經歷 10~20 次 FU Ori 事件,只不過爆發階段總是躲藏在巨大塵埃雲背後,我們難以一探究竟。Gaia 17bpi 僅僅是至今發現的第 25 個 FU Ori 型變星,目前只有 10 餘個原恆星被觀測到發生 FU Ori 爆發現象,甚至 Gaia 17bpi 是第一次讓天文學家在紅外波段看見 FU Ori 爆發,就知道這種數據有多難收集。

這項新研究詳細展示了物質如何在短時間內,從吸積盤跑到恆星周圍 1 天文單位的區域,解開年幼恆星演變過程的長期謎團:過去觀測表明,嬰兒恆星如果都只是緩慢從吸積盤吸取物質,新生恆星最終獲取質量只有應得的 1%~10%,其餘 9%~99% 生長所需質量從何而來不知道,只有暴食可以解釋。

新論文發表在《天體物理學》期刊。

註:主序前星(PMS 星)是恆星處於尚未成為主序星的階段。

(首圖來源:加州理工學院

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