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这个蝴蝶形星云结构归功于两颗混沌的年轻恒星

2025-03-18 10:44阅读：

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这个蝴蝶形星云结构归功于两颗混沌的年轻恒星
By Keith Cooper published 10 hours ago
James Webb Space Telescope
来自两颗原恒星的强大喷流和辐射风正在撞击围绕它们的星云，雕塑着星云。
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一个双星系统的动荡诞生生长的巨大的气体和尘埃双极外流已经形成了一个宇宙沙漏——而詹姆斯韦伯太空望远镜以灿烂的细节成像了这一场景。
这个星云状外流被指为Lynds 483或LBN 483，位于距离我们约650光年远处。它为詹姆斯韦伯太空望远镜提供一个理想的来更多了解恒星形成过程的机会。（林德（Beverly Lynds）是一位天文学家在20世纪60
年代他编目了明亮星云（BN）和暗星云（DN））
恒星的诞生如何形成一个这样的星云呢？好吧，恒星通过吸积来自它们的引力上坍塌的分子气体云立即环境的物质生长。然而，矛盾的是它们能够以快速、狭窄的射流或更宽但更慢的外流方式吐出一些物质。这些喷流和外流与周围的气体和尘埃碰撞，创造像LBN 483一样的星云。
这个蝴蝶形星云结构归功于两颗混沌的年轻恒星
被詹姆斯韦伯太空望远镜在红外光中看到的林德明亮星云483。 (Image credit: NASA/ESA/CSA/STScI)
喷流被落在年轻原恒星上的富含各种分子的物质形成。就LBN 483案例，有不是一颗而是两颗原恒星，这颗主恒星有一颗直到2022年才被西北大学考克斯（Erin Cox）领导的一个团队用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列发现的质量更低的伴星。正如我们将看到的，在这个蝴蝶形星云的中心潜伏着两颗恒星的事实将是至关重要的。
我们不能在詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机图像中看到这两颗原恒星——在这张图像的尺度上它们太小——但如果我们可能想象刚好放大到星云的中心，在它的两个叶或“翅膀”之间我们会发现这两颗恒星紧密的坐落在一个密的环形气体和尘埃云中。这片云补充有来自远处气态蝶形星云的物质；恒星从尘埃的甜甜圈吸积到它们上的物质生长。
喷流和外流不是恒定的而是以爆发发生，对应到当婴儿恒星过食并打嗝出一些它们吸积的物质时。磁场在这里起一个至关重要的角色，引导这些带电粒子的流出。
在LBN 483中，詹姆斯韦伯太空望远镜正在见证这些射流和外流与周围的星云状子宫以及更早被甩的物质碰撞的地方。随着外流物撞进周围的物质形成了复杂的形状。新鲜的流出物犁过并响应它正在遭遇的物质的密度。
整个场景被新兴恒星本身的光照亮，上下发光通过尘埃的甜甜圈的洞，因此我们看到它们之间的V形亮瓣和黑暗区域，在那里光被环面阻挡。
詹姆斯韦伯太空望远镜在LBN 483的叶片中已经拾起了复杂的细节即上述的扭曲和褶皱。明亮的橙色弧线是一个冲击波前沿，在那里外流目前正在撞进周围的物质。我们还能看到看起来像柱子一样的东西，这里是淡紫色的（这都是假色意味着代表不同的红外波长），并指向远离两颗恒星。这些柱子是外流还没有设法来侵蚀的更密气体和尘埃团块，就像美国西部高耸的山崖对风雨侵蚀已经坚决的一样。
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列的观测已经探测到来自星云中心冷尘埃的极化无线电波，尘埃太冷甚至詹姆斯韦伯太空望远镜不能探测。这些无线电波的极化被遍布LBN 483内部圣所的磁场方向造成。该磁场平行于形成LBN 483的外流，但对落在两颗恒星上的物质的流入是垂直的。
记住，最终驱动外流的是磁场，因此它如何行为对雕塑星云的形状是重要的。尘埃极化解释距离恒星约930亿英里（1500亿公里/1000天文单位）（类似于旅行者1号离太阳的距离）磁场有一个分明的45度逆时针扭结。这可能对流出如何形成LBN 483有一个影响。
这种扭曲是成长恒星运动的结果。目前这两颗原恒星被34个天文单位（32亿英里/51亿公里）隔开，仅比海王星距离我们的太阳稍更远。然而主要的假设提示这两颗恒星远更远隔开出生，然后一颗恒星向另一颗恒星迁移更近。这可能改变了年轻系统中角动量（环绕天体的动量）的分布。与能量一样动量必须被守恒，因此过分的角动量会已经被倾倒到被外流携带的磁场中，就像我们的太阳磁场被太阳风携带一样，造成磁场来扭曲。
研究像为LBN 483提供动力的年轻系统对更多了解恒星如何形成是至关重要的，以一个巨大的分子气体云变得不稳定经历引力坍塌并分裂成团块开始，每个团块都是一个新恒星系统的子宫。LBN 483特别有趣在于它似乎不是像猎户座星云一样一个更大的恒星形成区的部分，因此作为一个孤立的恒星诞生点，对那些巨大的恒星托儿所它可能运作在略不同的规则上。
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通过研究LBN 483的形状以及这种形状源自从原恒星发出的外流的方式，并将这些细节插入恒星形成的数值仿真以便它们能复制詹姆斯韦伯太空望远镜所看到的，天文学家能修改他们的恒星形成模型，不仅更好了解夜空中所有恒星如何形成还可以更好理解46亿年前造成我们自己的太阳诞生结果的事件。
谁知道呢，也许46亿年前外星天文学家正在观望我们自己的太阳形成。再过46亿年，目前依偎在LBN 483内的双星系统的居民可能正在做同样的事情，同时观望我们的太阳的长期死亡。这些天文学家将被数十亿年隔开，但被他们周围恒星的巨大寿命联系。
这个蝴蝶形星云结构归功于两颗混沌的年轻恒星

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