新形成的恒星周围的神秘光以及天文学家对此的看法


CS变色龙双星与最近发现的同伴的红外图像(用虚线圈起来)。 在我们发现的所有同伴中,同伴是独一无二的,并且可能有自己的尘埃盘

在我们的宇宙中,很难成长。 在宇宙的引力大舞中,通常最大,最重的身体“胚胎”会胜利:它们吸引了越来越多的附近物质。 在形成恒星的分子云中,通常会发现,最大质量的团块会长成恒星,而其余的质量会展平成圆盘。 在该盘中形成较小的团块,长成行星,卫星和其他冰冷岩石体。

在观察围绕年轻恒星的原行星盘时,发现行星形成过程的关键。 离我们600光年的南方变色龙座中有一颗CS变色龙恒星-这是形成过程中双星 。 寻找行星的科学家遇到了以前从未见过的东西。 我们仍在研究这个问题,但事实证明我们正在观察一个棕色矮星的诞生:一颗不发达的恒星。


光学望远镜的视线无法穿透的灰尘区域对于红外望远镜来说是透明的,例如VLT + SPHERE或欧洲南方天文台的HAWK-I(从中获取该图像)。 红外范围完美地展示了新星和未来星的形成地点,其中阻挡可见光的灰尘密度最大

任何质量足够大的分子气体云都有可能形成新的恒星。 如果云充分冷却,它就会开始收缩,并且最大的初始缺陷会吸引大部分问题。 变色龙CS是这些新近诞生的系统之一,其中心区域由一颗双星组成。 恒星被尘埃盘包围:这正是我们期望在新兴恒星系统周围看到的。 科学家使用智利超大型望远镜的SPHERE仪器,对系统,其盘和周围物质进行了详细测量。 他们正在寻找新的行星,但发现的东西甚至比最近出现的行星还要好。


一颗年轻的恒星2MASS J16281370-2431391被几乎由边缘可见的气体和尘埃盘围绕着:一个原行星盘。 自从发现2MASS以来,我们已经发现了许多这样的对象,并对其进行了更详细的检查。

通常,非偏振光来自恒星:光的电场和磁场是随机定向的。 当光从某物反射回来时,它会变成偏振光。 因此,星光不会被偏振,从原行星盘反射的光必须被偏振。 在这个红外范围内的磁盘附近,科学家看到了另一个小物体。 根据一项将在《天文学与天体物理学》杂志上发表的新著作 ,该物体的亮度使其可以是行星或小质量的褐色矮星。 但是令人惊讶的是,来自该物体的光本来应该发出自己的非偏振辐射,却被偏振了。


双星和最近发现的伴星的红外图像,可通过特殊的偏光滤镜看到,该滤镜使尘埃盘和系外行星可见。 伴侣似乎有自己的灰尘盘。

如果是天然气巨人或褐矮星,则光线可能会稍微偏光:大约为1%。 天文学家一直在这样的系统中寻找这样的信号,但无济于事。 首次在这种微小伴侣周围发现了极化的迹象。 但是,正如人们可能期望的那样,极化水平根本不等于1%。 相反,它实际上是天文数字:令人难以置信的,前所未有的14%! 宇宙中很少有物体会产生这种两极分化,因此在克里斯蒂安·金斯基(Christian Ginsky)的指导下进行研究的团队需要非常小心。


红外和偏振光的交替比较,其中从双星系统中的同伴轨道看到极高的偏振光

立即想到的想法之一-这可能不是系统的真正伴侣,而是一个发射高偏振光的遥远星系。 带有超大量黑洞的活跃星系主动吸收物质消化物质,并吐出极有活力的相对论射流 ; 它们的极化水平可以达到这样的水平。 但是金斯基的团队通过多年前查看哈勃望远镜提供的较旧数据来探索这种可能性,以查看是否可以确定是否有这样的同伴。 尽管没有发现任何异常,但由于他的设计,他固有的恼人衍射射线有时会在哈勃望远镜的照片中出现。 尽管在不久的将来,我们将拥有不具备此类功能的望远镜,但如今,我们必须使用复杂的处理技术来删除它们。 他们就是这样做的-看看,他们真的找到了这样的同伴。


变色龙的CS拍摄了哈勃望远镜和特征性的衍射射线,使它显得柔和,难以识别双重伴侣。 但是,使用适当的技术,您可以减去这些射线并看到这个同伴

如果它是背景物体,那么多年前,由于恒星自身在天空中的运动 ,它将不会与现在一样。 因此,这个昏暗的,高度偏振的光球确实是CS Chameleon的伴侣。 这是什么意思? 据金斯基本人说
最有趣的是,同伴的光被强烈偏振。 当光沿着其路径散射时,通常会出现这种首选的偏振方向。 我们怀疑伴侣被自己的灰尘盘包围。 诀窍是磁盘阻塞了世界的大部分地区,因此我们几乎无法确定同伴的质量。

有趣的是,数据不仅表明该同伴有自己的磁盘,而且该磁盘与主双星磁盘不平行!


CS变色龙双星和周围的双盘信息图(左)以及最近发现的同伴(右)。 伴星比双星距离太阳的距离比地球距离太阳的距离大214倍,但显然是指该系统。 整个系统距离地球大约165秒差距(538光年)。

为了重现我们接收到的数据,光盘必须位于离我们几乎边缘的位置。 这很奇怪,因为CS Chameleon主二进制系统的磁盘在“边缘”和“平面”位置之间向我们倾斜。 我们已经不止一次地看到这种对齐方式的缺失-我们已经遇到了尘土飞扬的非平行二进制三元系统。 但是我们首先在这些原行星盘之一之外发现了一个极化的伴星!
由于它的灰尘盘会挡住太多的光线,因此我们很难确定同伴的质量。 它属于木星级行星吗? 超级木星? 或者,根据作者的说法,这是一颗褐色的小质量矮星:一颗不发达的恒星吗?

在同伴周围有灰尘盘几乎肯定意味着他无论身在何处,将来他都会拥有自己的同伴!


棕矮星,木星质量在13到80之间,会将氘+氘变成3或or,并保持与木星相同的大小,仅获得更大的质量。 CS变色龙的当前同伴可以拥有从数个木星质量到20个这样的质量的质量。 在图中,太阳没有按比例缩放,它会大很多倍。

我们不确定我们是否正确估计了该系统的使用年限为2-3百万年,并且我们不确定该系统是否已经完成其形成。 超大型望远镜附带的SPHERE仪器已经达到了红外天文学的极限,但是如果我们使用长波长和其他天文台,我们可以找到答案。 因此,该小组计划使用ALMA望远镜进行后续观察。


阿塔卡马大型毫米亚毫米波阵列( ALMA )是地球上最强大的射电望远镜之一。 它们能够测量原子,分子和离子的长波信号,而短波长望远镜(如哈勃望远镜)无法访问这些信号。 它们还能够详细测量即使对于红外望远镜也不可见的原行星系统的特征。

在考虑这样的系统时,会产生很多其他问题。 伴侣的质量在增长吗? 它发出的光是否随时间变化? 行星的主要双星是否在磁盘上形成? 极化百分比会随着时间变化吗? 双星的主圆盘大约终止于太阳到冥王星的距离之间的距离,但附加的伴星的距离则大十倍。 而且,正如作者得出的结论:
我们发现,获得的观测结果最好地解释了小质量(≈20质量的木星)的灭绝棕色矮星或被未衰减的圆盘包围的大质量行星。

可能会发现,在形成过程中,我们首次观察到了星际或行星系统:木星和木星卫星的放大版。 获得有关此特定系统以及与之类似的其他系统的更多信息,我们踏上了一条准确了解该宇宙恒星系统如何形成,发展和成长的道路。 惊人的时间观看天空!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN414029/


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