哈勃观测到婴儿恒星的急流流出,这一观点打破了现有理论的漏洞,天文学家对此感到困惑

猎户座的婴儿星

这四幅由美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的图像揭示了猎户座复合体中恒星的混沌诞生,猎户座复合体是离地球最近的主要恒星形成区域。哈勃的广角照相机3在近红外光下拍摄了原恒星。这些图像分别于2009年11月14日、2010年1月25日、2月11日和8月11日拍摄。Cred信息技术:NASA、ESA、STScI、N.Habel和S.T.Megeath(托莱多大学)

研究发现,由恒星流出物雕刻的空洞不会随着时间的推移而扩大

明星们不会羞于宣布他们的诞生。当它们从巨大的氢气云团坍塌中诞生并开始成长时,它们发射出飓风般的风和旋转的、草坪洒水器式的喷射物,向相反的方向喷射。

这一过程在巨大的气体云中凿出了巨大的空洞。天文学家认为,这些恒星的暴脾气最终会清除周围的气体云,阻止恒星的生长。但在对猎户座综合体(距离地球最近的主要恒星形成区域)304颗初生恒星的综合分析中,研究人员发现,恒星流出所产生的气体净化,在确定其最终质量方面,可能并不像传统理论所认为的那么重要。他们的研究是基于先前收集的数据国家航空和航天局美国宇航局的哈勃和斯皮策太空望远镜以及欧洲航天局的赫歇尔太空望远镜。

这项研究让天文学家们仍在想,为什么恒星的形成效率如此之低。氢气云的初始质量只有30%会变成新生恒星。

尽管我们的银河系是一座拥有至少2000亿颗恒星的巨大城市,但它们如何形成的细节在很大程度上仍是一个谜。

科学家们知道,恒星是由巨大的氢云坍缩形成的,这些氢云在重力作用下被挤压到核聚变点。但是,只有大约30%的云的初始质量最终形成了一颗新生的恒星。在这个效率极低的过程中剩余的氢去了哪里?

人们一直认为,一颗新形成的恒星通过强大的磁场从环绕的圆盘上发射出来的光剑形状的外流喷流和飓风般的风,释放出大量的热气体。这些“烟火”应该会抑制中央恒星的进一步生长。但一项新的、全面的哈勃调查显示,这种最常见的解释似乎不起作用,这让天文学家感到困惑。

研究人员利用先前从美国宇航局哈勃和斯皮策太空望远镜以及欧洲航天局赫歇尔太空望远镜收集的数据,分析了猎户座复合体中的304颗发展中的恒星,这些恒星被称为原恒星。猎户座复合体是离地球最近的主要恒星形成区域。(Spitzer和Herschel不再工作。)

猎户座的啤酒花来源

这张地面图像提供了整个猎户座云复合体的全景,猎户座云复合体是离地球最近的主要恒星形成区域。
红色物质是被猎户座大质量恒星的紫外线辐射电离并加热的氢气。恒星是在冷氢气云中形成的,在这张图片中,这些氢气云要么是看不见的,要么是看起来像黑暗的区域。新月形被称为巴纳德环,部分环绕着猎户座猎人的冬季星座形象。猎人的腰带是图像中心的三颗星的对角链。他的脚是明亮的星赛弗(左下)和参宿七(右下)。
这片土地包含了成千上万的新生恒星。许多仍被包裹在它们出生时的气体和尘埃茧中,只能在红外光下看到。
从左下角开始的黄色波浪线,是由美国宇航局的哈勃太空望远镜拍摄的304颗新生恒星的叠加图像。
研究人员利用美国宇航局的哈勃和斯皮策太空望远镜以及欧洲航天局的赫歇尔太空望远镜来分析年轻恒星的强大流出物是如何在巨大的气体云中形成空洞的。这项研究是迄今为止对发展中恒星进行的最大规模的调查。
图片来源:r.b. Andreo, DeepSkyColors.com;数据覆盖:NASA, ESA, STScI, N. Habel和S. T. Megeath(托莱多大学)

在这项迄今为止规模最大的对新生恒星的调查中,研究人员发现,在确定恒星最终质量时,通过恒星外流清除气体可能不像传统理论所说的那样重要。研究人员的目标是确定恒星外流是否阻止气体流入恒星并阻止其生长。

相反,他们发现,由正在形成的恒星流出所塑造的周围气体云中的空洞,并没有像理论所认为的那样,随着它们的成熟而有规律地增长。

“在一个恒星形成模型中,如果你从一个小洞开始,随着原恒星迅速演化,它的流出产生一个越来越大的腔,直到周围的气体最终被吹走,留下一颗孤立的恒星,”俄亥俄托莱多大学的首席研究员Nolan Habel解释道。

“我们的观察结果表明,我们无法发现渐进式增长,因此,空洞在将云中的所有质量挤出之前不会增长。因此,一定有其他过程在进行,以排除最终不会进入恒星的气体。”

该小组的研究结果将刊登在即将出版的《天体物理学杂志》上.

一颗明星的诞生

在恒星相对短暂的诞生阶段(仅持续约50万年),恒星的质量迅速增加。令人困惑的是,随着恒星的成长,它会产生一股风,以及一对旋转的、草坪式喷雾器式的喷流,朝相反的方向喷射。这些流出物开始侵蚀周围的云,在气体中形成空洞。

流行的理论预测,随着年轻恒星的演化和外流的继续,空腔变得越来越宽,直到恒星周围的整个气体云被完全推开。当储气罐清空时,恒星停止了质量的积累——换句话说,它停止了生长。

猎户座中的婴儿恒星

这四张由美国宇航局的哈勃太空望远镜拍摄的照片揭示了猎户座复合体中恒星的混乱诞生,猎户座复合体是离地球最近的主要恒星形成区域。这些原恒星是由哈勃的广角相机3在近红外光下拍摄的。来源:NASA, ESA, STScI, N. Habel和S. T. Megeath(托莱多大学)

为了寻找空洞增长,研究人员首先通过分析赫歇尔和斯皮策关于每颗恒星光输出的数据,按年龄对原恒星进行分类。哈勃观测中的原恒星也是赫歇尔望远镜赫歇尔猎户座原恒星调查的一部分。

然后,天文学家用哈勃的近红外照相机、多目标光谱仪和广角照相机3在近红外光下观察了这些空洞。这些观察是在2008年至2017年之间进行的。尽管恒星本身被尘埃所笼罩,但它们发出的强辐射击中空洞壁并散射掉尘埃颗粒,用红外光照亮气体外壳的缝隙。

哈勃的图像揭示了原恒星在不同进化阶段产生的空洞的细节。哈贝尔的研究小组利用这些图像来测量这些结构的形状,并估计出形成空洞的气体的体积。通过这种分析,他们可以估算出恒星爆发时被清除掉的质量。

托莱多大学的研究小组成员Tom Megeath说:“我们发现,在原恒星阶段的末期,大部分气体从周围的云落到了恒星上,一些年轻的恒星仍然有相当狭窄的空洞。”“所以,这幅仍然被普遍认为是决定恒星质量和阻止气体下降的图像是,这个不断增长的外流腔吸收了所有的气体。这是我们关于恒星形成过程的基本想法,但似乎与这里的数据不相符。”

未来的望远镜,如美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜将更深入地探索原恒星的形成过程。韦伯光谱观测将在红外光下观察原恒星周围的圆盘内部区域,寻找最年轻源中的喷流。韦伯还将帮助天文学家测量从盘到恒星的物质吸积率,并研究内盘与流出物的相互作用。

参考资料:“原恒星流出腔的HST调查:反馈是否清除了封套?”作者:诺兰·M·哈贝尔、S·托马斯·梅杰、约瑟夫·乔恩·布克、威廉·J·费舍尔、玛丽娜·孔克尔、查尔斯·波提特、埃利斯·富兰、阿米莉亚·斯图茨、P·马诺、约翰·J·托宾、佐菲亚·纳吉、里瓦吉·波克尔和丹·沃森,均接受,《天体物理学杂志》上.
arXiv:2102.06717

15个评论关于“哈勃观测到婴儿恒星的急流将现有理论中的漏洞揭穿后,天文学家感到困惑”

  1. 比布提布桑帕特尔酒店|2021年3月21日上午10点19分|回复

    原恒星或新生恒星的质量比是3:10
    恒星形成前存在的全部氢气的初始质量。因此,这里的每颗恒星都与Supeŕ大质量黑洞所创造的其他原始恒星处于平衡状态(ofcouŕse之前由氢气形成的其他同类型或类恒星可能已经固定在平衡状态equlibrìum由于引力的存在)。反过来,银河系也总是调整到与其他星系保持永久的平衡状态。所以时空曲率保持不变,因此G ŕemains是常数。新星的外流对residùal 70٪施加了一个力ìmpact对foŕce的气体补充,以保持空间不变。磁碟显示完成…建造星的过程。

    • 托尔比约恩·拉森|2021年3月22日下午2:09|回复

      Bibhutibhusanpatel,正如我之前看到的,你用一种敏锐的方式描述了至少一部分的物理,但也许通过翻译,它(对我来说)是很难读懂的。

      银河系中常见的中央超大质量黑洞似乎从一开始就存在并调节着星系的生长,但这并不是说它们“创造”了银河系中的普通恒星,而是通过加热星系气体使其从星系盘中循环而阻止它们更快地形成。(看起来超大质量黑洞的大质量吸积盘可能会形成恒星,但最终它们注定会被黑洞粉碎。)

      我认为,你的意思是说,这些动态的——而不是你的评论所暗示的静态的——成熟孤立星系的平衡系统,在重力占主导地位的情况下,应该遵守维里定理,表明引力常数G是普适的[https://en.wikipedia.org/wiki/Virial_theorem#In_astrophysics].也许是这样,而且如果平均空间曲率为零(平坦空间),建立宇宙学模型当然更容易,但这已经是由于宇宙是一个广义相对论系统[“Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker度规”,维基百科]。

      从维基百科:

      “该模型有时被称为现代宇宙学的标准模型,[4],尽管这种描述也与进一步发展的Lambda CDM模型有关。”

      如果你查“解”部分,你会发现我们亲爱的、古老的G常数在显式使用中。所以我想说,是广义相对论在宇宙学上的适用性表明,相对于观测,它是一个真正的普遍常数。

  2. 比布提布桑帕特尔酒店|2021年3月21日上午11:35|回复

    原始恒星或新生恒星的质量比为3:7,与形成前存在的氢气总量之比为3:7。因此,这个质量比的大小就解释了新恒星在银河系中所处的空间位置的稳定性。这颗新恒星与由超大质量黑洞产生的所有其他恒星处于平衡状态(当然,之前形成的其他同类型或类恒星也可能存在)。银河系也是如此,与所有其他星系保持着既存平衡的永久状态。所以时空Cùrvaturè是完整的。因此G的值是常数。这里oùtflow来自新生恒星的投射所需的冲击力以certaìn平均恒定速率得到产生的力来固定在特定的空间。这一过程在一定时期内发生,这里提到的是在50万年前。光盘完成了恒星的形成过程。

  3. 50万年以来,一对喷流向一个稳定的空腔喷射出大量的能量和粒子。在这个发育时期,空腔既不会变大也不会增加密度。

    如果射流没有清除腔体周围的包膜,那么多余的钱去了哪里?
    好问题。答案一旦显示出来就应该是显而易见的。但现在,事后诸葛亮并不在这里,原因也不清楚。

  4. 循环的暗物质似乎发生在银河系和太阳的范围内。暗物质循环最初会像液体一样喷射出来,倒在一个旋转的唱片上,当它向外移动时,重力会使它向上或向下弯曲,然后回到恒星。一旦这种循环形成,由于重力作用,它将与流入流体相反。

    • 托尔比约恩·拉森|2021年3月22日下午2:22|回复

      暗物质和普通物质一样,在广义相对论的冷暗物质模型方程中被视为“完美的液体”(气体)。但是不被理解的动力学使它以团块的形式出现,也许是由于被吸引到开放的星系井中,后来分散的星团(比如可能形成的猎户座复合体)[https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-detects-smallest-known-dark-matter-clumps/].

      “事实证明,寻找缺乏恒星的暗物质浓度具有挑战性。然而,哈勃研究小组使用了一种技术,他们不需要寻找恒星的引力影响作为暗物质的示踪剂。该团队瞄准了8个强大而遥远的宇宙“街灯”,它们被称为类星体(活跃黑洞周围发出大量光的区域)。天文学家们测量了氧和氖气体发出的光是如何被一个巨大的前景星系的引力扭曲的,这个前景星系就像一个放大镜。

      通过这种方法,该团队发现了暗物质团块沿着望远镜的视线到类星体,以及在中间的透镜星系内部和周围。哈勃望远镜探测到的暗物质浓度是银河系暗物质晕质量的万分之一到十万分之一。许多这样的小群体很可能连小星系都不包含,因此用传统的寻找嵌入恒星的方法是不可能发现的。”

      太阳系的平均体积只包含了一颗普通的小行星,所以它的影响在这个规模上是微不足道的。暗物质对于星系和其他大的恒星系统的形成是至关重要的,但对于单个恒星的形成可能根本没有作用。

      “因为我们知道银河系的质量,正常物质和暗物质的相对密度,我们有模拟告诉我们暗物质密度应该如何表现,我们可以得出一些非常好的估计。当你做这些计算时,你会发现大约10^13公斤的暗物质应该被地球轨道感觉到,而在地球周围像海王星这样的行星能感觉到10^17公斤的重量。

      但这些值与其他质量的结果相比是微小的!太阳的质量是2 × 10^ 30k "

      [“问问伊森:如果暗物质无处不在,为什么我们还没有在太阳系中发现它?”,《福布斯》)

  5. 这是纯粹的垃圾我们生活在一个电和磁力的等离子宇宙中由伯克兰电流的z捏的统计数据构成每一个新的观测都有一个类似的标题。因为他们从根本上是错误的。重力相对论核gavrituc恒星都是废话红蓝移是年龄不是距离当我们看着天空看不到失业的气体和suat他们现在看到新科技,猜猜我们findind这里的气体和尘埃在同一地点e predi Ted黑暗提升平车。在标准模型的教条主义BS中,存在着一场与宇宙一样大的危机。对理论物理学家和天体科学家说些废话

    • 托尔比约恩·拉森|2021年3月22日下午2:26分|回复

      伪科学,正如科学家在文章中所描述的那样,以及缺乏证据。

      对于任何观点,下面这句话都适用:“可以无证据断言的事情,也可以无证据被驳回。”

      对于伪科学来说,它可以进一步应用我们已经知道的事实——就像这里。

  6. 天文学家们困惑吗?好吧,只要他们忽视现实的真实本质,电磁力脉冲穿过等离子体,他们就会继续困惑。他们的重力中心理论是荒谬的,并提供了一个糟糕的宇宙解释模型,正如这篇文章和许多其他“困惑”标题的文章所暗示的那样。

    • 托尔比约恩·拉森|2021年3月22日下午2:28|回复

      这是无趣的伪科学(在这种情况下是错误的),所以我对Sergo的回应也适用于此。

  7. 这个网站是点击诱饵垃圾新闻。如果你想要真实、冷静的科学新闻,就去别处看看吧。

    • 托尔比约恩·拉森|2021年3月22日下午2:49|回复

      太空望远镜科学研究所(STScI)当然以真实、冷静的科学而闻名,这也适用于本新闻稿[https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Telescope_Science_Institute].

      太空望远镜科学研究所(STScI)是哈勃太空望远镜(HST)和詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的科学操作中心。STScI位于马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯大学霍姆伍德校区,成立于1981年,是一个基于社区的科学中心,由天文学研究大学协会(AURA)为NASA运营。”

      除了专家,我不会把一篇新闻稿称为“新闻”,但当然,它有时可以描述专家水平上令人兴奋的新结果。阅读科学论文需要时间和精力,对于非该领域专家的人来说更是如此。

      这就是材料和来源。因此,一个非水平头的网站会错误地呈现“真实的,水平头的科学”吗?当然可以,因为这不是像Phys Org所说的新闻聚合器,所以也应该存在选择偏差。但《科学日报》是由一名科学记者和怀疑论者创办的,他的初衷是好的。

      “《科学日报》每天提供你能找到的最好的智慧、消息灵通的科学和技术报道和分析,网罗了大量伟大的作家和优秀的研究机构。它是由薇姬·海德于1998年创立的……”

      在2002年,sciitechdaily.com被选为威比奖科学类五项最终提名之一。主要奖项由国际数字艺术与科学学院决定。最终,“成为人类”赢得了科学威比奖,美国宇航局地球天文台赢得了人民之声奖,但与美国宇航局之类的机构竞争提名仍然是一种荣誉。

      我们继续增长,2011年在格式和网站设计上有了重大变化。我们不再是最相关的科学链接的每日更新摘要(《纽约时报》和其他人把我们称为科学和技术的苦力报告),而是开始直接发表科学和技术文章。我们继续有选择地关注最佳科技突破,确保对最重要的科学事件和研究进行广泛报道。我们不再是一个编辑,而是成长为一个编辑团队,拥有精心挑选最重要、信息最丰富的出版主题的经验。

      我们的故事经常被重新发布并链接到整个网络。请在雅虎新闻、法克、阿尔斯特尼卡、未来主义和许多其他热门网站上找到我们。

      通过阅读我们的编辑委员会,了解更多关于科学家、研究人员和工程师的信息,他们帮助SciTechDaily成为科技新闻的最高来源。”

      根据她在维基百科上的文章:

      维基·凯瑟琳·海德·MNZM (née Spong,生于1962年),新西兰科学作家和编辑,新西兰怀疑论者组织的前主席。

      因此,它是一个商业网站,拥有科学方面的专业知识。

      我能看到的唯一假定的问题是,海德为名义上的“怀疑论者”创建了新西兰的怀疑论者,专门反对宗教,因为她自己的原因(他们似乎没有改变这一点)。*所以要小心迷信偏见——这通常被称为“对宗教软弱”或“对信仰有信仰”——这可能在这里也很显著,也可能不显著,这取决于名义上科学家组成的编辑委员会如何工作。

      *它使得宗教的“不可知论”主张“宗教是不能被检验的,除非支持者提出一个具体的主张”,当然这本身就是一个具体的主张,而且我们知道是错误的。根据2018年前后的观测,可以证明宇宙是一个完全自然的系统。似乎需要具体的声明——这是一个非常普遍的结果——正如所指出的,“没有检测”的具体声明在一开始是没有证据的。

  8. 托尔比约恩·拉森|2021年3月22日下午1:36|回复

    在猎户座星云的新图像中有更多精彩的细节,这是一个热门的新话题!正如三年前的检讨所述:

    “也许到目前为止,这些模拟最大的一个教训不是科学家需要修改他们的宇宙学总体理论,而是他们对小尺度天体物理学的理解中潜伏着问题。斯普林格尔说,特别是他们的恒星形成理论还不完善。要产生真实的星系,建模者必须他说,与天体物理学家的预期相比,拉斯泰利降低了气体云形成恒星的速度。“基本上,分子云形成恒星的速度比你想象的慢100倍。”

    https://www.sciencemag.org/news/2018/05/galaxy-simulations-are-last-matching-reality-and-producing-surprising-insights-cosmic

    本文总结结尾补充:

    “我们的研究结果表明,在第I类阶段,流出物清除并不是包膜耗散的主要机制。它进一步表明,光靠清理不能解释由核心质量函数推断出的恒星形成效率约30 - 40%。

    目前对原恒星在风或喷流中直接发射的质量量的测量表明,这一额外的因素是不够的。需要用毫米波干涉测量法测量分子气体,以确定外流夹带的更慢、更高密度的流动是否是导致向内/吸积停止的原因和∼ 30–40%的恒星形成效率。如果不是,则可能需要反馈以外的机制。”

    也就是说,他们需要更好的观察来消除可能的分子气体。

    再保险毫米干涉法:

    “毫米波长的干涉测量提供了许多独特的科学能力……大规模丰富分子的大多数低阶旋转(电偶极子)跃迁都属于毫米光谱。”

    ["毫米干涉法”
    作者:Carilli, C. L., Carlstrom, J. E., & Holdaway, m.a。
    期刊:射电天文学中的合成成像II,第六届NRAO/NMIMT合成成像暑期学校的讲座集。由G.B.Taylor、C.L.Carilli和R.A.Perley编辑。ASP会议系列,第180卷,1999年,第565页。]

  9. 马克·布莱克威尔|2021年3月22日晚上8:18|回复

    我不是天体物理学家。但在我看来,这种形成可能就像一次爆炸首先有一股压力波把所有东西都挤出来当压力停止时,当它把东西吸回来时,它会逆转这可能就是云团不会继续膨胀的原因。

  10. 天啊,你说的都是些废话。我只在乎我的披萨保暖。

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