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恒星也有“青春期”?中等質量恒星“暴食”成長揭秘巨行星誕生

   時間:2025-12-05 07:01:43 來源:快訊編輯:快訊 IP:北京 發表評論無障礙通道
 

在人類認知的宇宙圖景中,恒星的形成過程曾被描繪成一場循序漸進的成長儀式——巨大分子云坍縮形成原恒星,周圍旋轉的原行星盤如同行星的搖籃,物質以相對穩定的速度被恒星吸積,直至其達到最終質量。然而,最新發表在《天文雜志》的研究徹底顛覆了這一傳統認知:中等質量的年輕恒星在接近成熟階段竟會經歷一段"暴食期",吸積速率驟增10至30倍,這種反直覺的現象為行星形成理論開辟了全新視角。

研究團隊由克萊姆森大學天文學家肖恩·布里頓領銜,將目光投向兩類特殊恒星:T Tauri星與Herbig星。前者是尚未踏入主序階段的年輕恒星,后者則是其"進化版"——雖已接近主序星階段,卻仍嵌套于原行星盤中持續吸積物質。當觀測數據揭示出Herbig星的吸積速率遠超更年輕的T Tauri星時,科學界陷入了困惑:按常理,恒星周圍物質應隨時間推移逐漸減少,吸積速率理應降低,為何這些"年長者"反而展現出更旺盛的食欲?

解開謎團的關鍵在于恒星溫度與輻射的雙重作用。隨著Herbig星向主序階段邁進,其表面溫度顯著升高,釋放出大量遠紫外線輻射。這些高能光子將原行星盤中的氣體電離,帶電粒子與恒星磁場產生劇烈相互作用,觸發"磁轉動不穩定性"機制。這一過程如同在原行星盤中安裝了隱形攪拌器,通過降低內層物質的角動量,使更多氣體被拽向恒星表面。簡言之,恒星通過"點燃"盤內氣體的活性,實現了吸積速率的指數級增長。

這一發現意外解決了行星形成領域的長期難題。傳統理論認為,形成巨行星需要極其龐大的原行星盤,但觀測顯示,質量超過恒星10%的盤體會因引力不穩定而迅速瓦解。Herbig星的"暴食"機制則提供了另一種可能:即使初始盤體較小,在恒星持續高速吸積的維持下,盤內物質仍能保持足夠密度與持續時間,為氣體巨行星的誕生創造條件。ALMA射電望遠鏡與SPHERE儀器的觀測數據為此提供了有力佐證——Herbig星周圍普遍存在的螺旋結構,正是行星形成過程的典型特征。

該研究不僅重塑了恒星成長模型,更在行星形成理論中引發連鎖反應。研究團隊成員形象地比喻:"科學探索如同接力賽,我們正站在前人的肩膀上構建新的認知框架。"從恒星"青春期"的暴風驟雨,到行星孕育的靜水流深,宇宙中的成長敘事與人類生命歷程產生奇妙共鳴——無論是星辰還是文明,每個成長階段都暗藏突破常規的驚喜。

當科學家將望遠鏡對準這些"叛逆"的年輕恒星時,他們看到的不僅是物質流動的物理過程,更是一部宇宙級的成長啟示錄。在恒星與行星的共生演化中,那些看似矛盾的現象——年長者更旺盛的食欲、小盤體孕育巨行星的奇跡——都在訴說著自然法則的精妙與深邃。這場持續數十億年的宇宙成長劇,仍在為人類探索生命與存在的意義提供永恒的靈感源泉。

 
 
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