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  猎户座V1647新恒星爆炸时照亮麦克尼尔恒星云。在这个艺术演绎中,磁场驱使强大气流来到这颗恒星,创造出两个制造高能射线的热点。

  麦克尼尔恒星云:原恒星猎户座V1647位于麦克尼尔恒星云顶端。2004年1月科学家在一次爆炸的顶点附近发现这颗原恒星。

  黄线表示猎户座V1647星X射线的周期性发射:两个热点(绿线和红线)X射线的综合产量位于这颗恒星的两端。

  北京时间7月18日消息,美国宇航局科学家正像“星际助产士”一样仔细监测一颗局部仍然处在“星际云襁褓”中的幼星。天文学家用来自3个环绕轨道运行的X射线望远镜的综合数据,极其罕见地发现了伴有新恒星形成的强大现象。

  美国宇航局正在监控“猎户座V1647”恒星,已观测到强烈磁场驱使气流来到这颗恒星的表面,这些广阔区域被气流加热到数百万度,这使这颗新恒星快速旋转时产生的热点释放出X射线。这颗新恒星爆炸时X射线能量将使它增亮100倍。

  2004年1月,天文学家在一次爆炸的顶点附近最先注意到这颗幼恒星。这次爆炸让这颗新恒星变得异常明亮,以至于照亮一个现在被称为“麦克尼尔恒星云”的圆锥形尘埃。这颗新恒星和这个星云距猎户恒星座约1300光年。天文学家很快确定了猎户座V1647是颗原恒星,这是一个局部依然处在星际云襁褓中的幼星。

  这项研究的负责人、美国宇航局戈达德太空飞行中心天体物理学家浜口贤治(Kenji Hamaguch)表示:“根据红外线研究,我们推测这颗原恒星的年龄不到100万年,甚至更年轻。”原恒星还没有进化出像太阳一样的正常恒星产生能量的能力。太阳能把氢和它核心的氮结合在一起。对猎户座V1647星来说,接下来还需数百万年才能进入这个阶段。在此之前,这颗原恒星只能靠持续不断落到它表面的气体所释放的热能发光,其中多数气体源自一个环绕恒星旋转的盘状区域。

  大部分猎户座V1647星很可能只有太阳的80%,但它的低密度使其膨胀后比太阳大近5倍。红外线测量结果显示,这颗恒星表面大部分地区的温度是约6400华氏度(约合3500摄氏度),其中约三分之一地区比太阳冷。但在2003年爆炸期间,这颗原恒星X射线的亮度增加100倍,同时发射X射线地区的温度达到约9000万华氏度(约合5000万摄氏度)。

  2008年又发生一次爆炸,2012年7月13日又爆发一次。爆炸时,光和红外线波长的亮度变化很可能是由这颗原恒星主要能量来源的变化造成的。由于光和红外线发生变化后X射线的亮度马上发生改变,所以高能发射物必然和亮度的增大有关。

  这项研究负责人之一乔尔-卡斯特纳表示:“考虑到猎户座V1647星比太阳大约5倍,快速旋转证实了我们正在观察一颗年幼恒星将它自己拉到一起的过程。”X射线的周期性变化表示这颗恒星热区外貌的变化和消失。

  这些研究人员说,这个最符合观测结果的模型包括两个亮度不等、位于这颗恒星两端的热点。他们认为这两个热点变成太阳大小、形如薄烤饼的地区,但更南方的热点亮度高出约5倍。这些热点代表了在磁力作用下将盘状区域的吸积气流送到这颗幼恒星表面的足迹。

  为了达到和X射线发射有关的高温,物质必然以约每小时450万英里的速度撞到这颗原恒星上。结果,这些热点达到的温度比这颗恒星其他所有地方都高约1.3万倍。这颗恒星以及围绕它运转的盘状区域拥有磁场。由于这颗恒星比盘状区域旋转得快,于是这些磁场发生扭曲,像一根绷紧的橡皮筋一样储存能量。这个乱成一团的磁场重新调整进入一个更稳定的状态时,就会以强烈爆炸的形式突然释放出储存的能量。这个叫“磁场重联”的过程还为太阳X射线耀斑提供了动力。

  虽然这些物理过程可能十分类似,但它们的时间尺度却存在显著差别。一个太阳耀斑的X射线最大产量只能持续不到数分钟。猎户座V1647星的爆炸持续数年。相比之下,记录在案的最强太阳耀斑是2003年11月4日爆发的X28级太阳耀斑。浜口贤治推断,猎户座V1647星当前爆炸所产生的稳定的X射线亮度比这个太阳耀斑的峰值亮度高出数千倍。

  什么造成这颗恒星的爆炸呢?天文学家现在还不知道。他们猜想,盘状区域外面部分的气体以内在方式逐渐建造了更接近这颗恒星的内侧盘状区域。非常活跃的磁力只是在达到极限时才被打开,但一旦它这样做了,气体就会迅速流到热点,产生X射线。

  随着猎户座V1647星的爆炸,天文学家正用钱德拉、朱雀和X射线多镜片-牛顿望远镜观测一颗太阳一样、处在“婴儿期”的恒星情况。(孝文)