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Herschel Space Telescope有助于解锁星形形成的秘密

2021-07-16 19:50:12来源:

使用Herschel Space Telescope,天文学家在我们对导致恒星及其行星系统诞生的物理流程的理解中取得了巨大的进步。

调查天空近四年来观察嵌入在嵌入式气体的寒冷宇宙尘埃的辉光,Herschel Space天文台提供了天文学家,前所未有的瞥见我们的银河系的恒星摇篮。

“我们是由明星的东西制成的,”天文学家Carl Sagan名称称,作为使我们的原子 - 我们的身体,我们的家庭,我们的星球 - 主要来自以前的几代星星。

实际上,星星和行星在分子云的密度和最冷的口袋中持续出生,在那里它们从基于气体组成的混合物中成形,但也含有少量混合的灰尘。

作为宇宙回收过程的一部分,STARS也在消亡后返回其重新加工的材料,丰富这种间隙媒体,弥补了所有银河系,包括我们的银河系,在其核炉中产生的重量是在核炉中产生的重量,结束了生活最大的恒星。

天文学家长期以来一直意识到星星塑造成形状的材料,然后凝聚到碎片 - 未来明星的种子 - 但是这种复杂过程的许多细节仍然不清楚,直到不那么不清楚。

在理解明星出生时扭转了表格的是esa的赫尔赫尔空间天文台,是2009年推出的暴露特派团,直到2013年运营。

独特的天文台

在科学家们对无数专用早期思想家,哲学家和最近的,是一个令人振奋的努力,我们所居住的宇宙是一个令人兴奋的努力通过无数专门的思想家,哲学家,更近日,最近。这种连续过程被重大发现标点,通常可以通过新仪器的发作来打开世界上的另一个窗口,放大或扩展我们的感官。

在过去的四个世纪中,使天文学家能够更远,更详细地观察,望远镜一直是建立对宇宙的身体理解的关键。同样,天文检测器的进步 - 从人眼到一百年前的摄影板,以及过去一个世纪的各种电子设备 - 一直就像发展这些调查的革命一样革命。

在十九世纪,在十九世纪,在二十世纪的波长以外的波长发现光线,并在二十世纪的天文学中进一步推动了这一过程,揭示了全新的宇宙来源和现象,以及已知人的意外方面。

对象的镜片是,它发射的光波长越长,因此观察远红外和子毫米域中的天空提供对宇宙中一些最冷的来源的访问,包括冷却气体和温度的灰尘50 k甚至更少。

拥有3.5米的主镜子的望远镜 - 最大的远红外波长的最大观察到,并且探测器被冷却到绝对零的绝对零,Herschel可以在迄今为止的波长下以前所未有的灵敏度和空间分辨率进行观察到恒星形成云的缠结。

这使得Herschel更能够将冷尘直接发射绘制而不是其前辈,包括Us-荷兰英语红外天文卫星(IRA),ESA的红外空间天文台(ISO),NASA的Spitzer Space Telescope和Jaxa的Akari卫星。

灰尘是星际介质的次要但重要组成部分,其模糊了光学和近红外波长的观察。因此,它已经妨碍了天文学家的方式,以我们的银河系以及其他遥远的星系。

Herschel完全转过身来。灰尘而不是出现问题,灰尘成为天文学家的关键资产:在天文台探测的长波长下闪耀,灰尘可以用作整个星系上的星际气体的示踪剂,最重要的是其更密集的地区 - 这分子云 - 星形成展开。

此外,HERSCHEL提供了观察的独特可能性,具有前所未有的光谱覆盖和分辨率,在气体和分子中产生的气体云的光谱中的大量线条,尽管在气体中少量。与灰尘的观察一起,这些原子和分子线是讲话在大量恒星形成云中的气体的性质方面。

亨德尔的几个主要计划致力于在我们的星系中研究分子云,近和远的星星的诞生。

突出的是,Herschel Gould皮带调查集中在家庭附近的区域,收集最近的星形成形区域的异常详细观察,这些地区位于云中,这些地区位于云中,这些地区集中在云中,从太阳统称到1500光年的巨型环。另一个项目是OB年轻恒星物体的Herschel成像调查,看起来特别是巨大的明星出生。最后,赫歇尔红外银河平面调查通过收集360度的银晶平面观察来在银河系上进行全面的恒星苗圃普遍普查。

这三个观察计划仅花了超过1500小时的观察,以调查星形成。

大丝加长

从这些广泛的调查中出现的最引人注目的发现是一种庞大而复杂的丝状结构网络,编织了通过星系的方式。

发现本身不是一种新颖性的 - 在上几十年里已经检测到类似的结构 - 但他们的无处不在的存在绝对是显着的。

Herschel是第一个揭示星际介质中的大丝的天文台,从小的媒体,只有几个轻的年度漫长的时间,到延伸数百个轻型的巨型线程。

这些结构在所有类型的云中发现,也在那些没有持续的星形形成的云中。天文学家想知道:为什么一些丝绸生产明星,而其他人则没有?

新数据的赏金揭示了细丝是全部的,而且还似乎至少在我们当地的社区中具有非常相似的财产。无论其长度如何,在附近的云中观察到的所有长丝都有普遍的宽度 - 大约三分之一的光明。

这些星形长丝和其普遍宽度的起源可能与星际云中气体的湍流动态相关联。事实上,宽度对应于典型的刻度,其中天然气经历从超声波到亚音问状态的转变,表明由于云中的超音速湍流而产生的丝。

低质量恒星形成

2010年以后,当发表了Herschel观察的第一次研究时,清楚的是,星际细丝是明星形成过程中的关键因素。

来自Herschel观察的证据在接下来的几年中继续堆积。

丝丝似乎在我们的星系中的星星形成之前,并且在某些情况下,他们有助于它。但只有超过最小密度阈值的长丝似乎在恒星的生产中有效。

考虑到积累的证据,天文学家制定了一个新模式,以解释如何低质量,如我们的阳光,诞生了。在这个两步的场景中,首先由狭义材料中的气体湍流,超音速运动产生的一丝纤维网。后来,但只有在密度长丝中,重力接管:长丝然后变成了不稳定的并且片段成块,反过来又开始收缩并最终创造出恒星核心前的核心颗心 - 未来恒星的种子。

即使泛骨,长丝也代表了组成Galaxy的星际介质的总质量的一小部分,并且只有在恒星形成的高效过程中也是他们的最密集的。

虽然密集的丝状结构是毋庸置疑的恒星出生的优选地点,但Herschel还观察到一些似乎在尚未确定细丝的区域中形成的恒星。

高质量恒星形成

巨大的恒星超过了太阳质量的多次,是非常明亮而强大的物体对他们的环境产生重大影响。他们的形成是一个难题,因为难以调和它们的巨大辐射压力,所以难以调整它们的巨大辐射压力,所以它们足以完全阻止吸收过程。

由于涉及较大的群众和能量输出,这些恒星必须在与其小质量同行的出生地中发现的条件中的条件中生命。正如Herschel的观察所揭示的那样,大规模的恒星似乎在巨大结构附近形成,例如在普通长丝的交叉点上可能出现的脊(大块粗糙的长丝)和轮毂(物质的球形丛)。

凭借其巨大的气体和灰尘水库,脊和轮毂可以提供支持巨大恒星胚胎生长所需的材料持续的材料流动。在这些极端环境中,也称为“迷你arbursts”,明星的形成可以达到非常强烈的水平,最终会产生主要举办大规模恒星的恒星集群。

虽然突出导致形成高和低质量明星的不同现象,但赫歇尔也在共同的框架内将它们聚集在一起。作为在所有尺度上进行的连续过程的一部分,搅拌间隙材料,压缩和限制在各种丝状结构中,其后来在重力下塌陷和随后的碎裂产生了多种不同的恒星。

从新问题的新答案

在不到十年内,使用Herschel非凡数据的天文学家已经表明,在简单且普遍的过程方面,可以理解明星形成的看似复杂的现象。附近星系的观察表明,类似的过程也可以在银河系的范围内进行游戏。

在其恒星形成区域的调查过程中,赫歇尔也观察了许多围绕非常年轻的恒星的原主象型磁盘,从而瞥见了最终建立了这些星星行星系统的原料。

然而,随着新观察的答复对旧问题提供答案,出现了许多新问题,其中一些问题仍然没有答案。天文学家仍在研究明星形成的许多关键方面,例如分子云中的长丝的起源,物质增生的动态,以及磁场在过程中的作用。

为了解决其中一些问题,特别是形成细丝的形成,已经将各种分子云的Herschel观察与这些云中的磁场的测量进行了比较,使用ESA的普朗克卫星和地面的观察者获得,以及预测数值模拟。比较表明,磁场倾向于垂直于密度,星形长丝,并与低密度长丝平行,称为晶体,流入密集的晶体,有助于它们的生长。

将需要进行未来的研究甚至更详细的观察才能确认和阐明磁场如何在明星形成过程中发挥强大作用,有助于深化对这种迷人现象的理解。