“入侵者”天體與雙原恒星相互作用 導(dǎo)致形成混亂的塵埃和氣體流
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：科學(xué)家們利用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）和卡爾-G-揚斯基甚大天線陣（VLA）對 Z Canis Majoris (Z CMa)恒星系統(tǒng)中一個可能的恒星飛越事件進行了罕見的探測。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，天體一個“入侵者”天體靠近并與雙原恒星周圍的雙原環(huán)境相互作用，導(dǎo)致在它周圍的恒星混亂盤中形成混亂的、伸展的相互形成塵埃和氣體流。
雖然這種基于“入侵者”的作用飛越事件以前在恒星形成的計算機模擬中經(jīng)常被目睹，但很少有令人信服的導(dǎo)致的塵直接觀測，而且直到現(xiàn)在，埃和這些事件在很大程度上仍然是氣體理論上的。
“飛越事件的入侵者觀測證據(jù)很難獲得，因為這些事件發(fā)生得很快，天體很難捕捉到它們的雙原行動。”維多利亞大學(xué)的恒星混亂天文學(xué)家、這項新研究的相互形成主要研究者董若冰說：“我們用ALMA第6波段和VLA觀測所做的，相當于捕捉到了閃電擊中一棵樹。作用擁有圓盤的年輕恒星之間的近距離接觸確實發(fā)生在現(xiàn)實生活中，而不僅僅是計算機模擬中看到的理論情況。之前的觀測研究已經(jīng)看到了飛越，但無法收集我們能夠在 Z CMa 獲得的事件的全面證據(jù)。”
像Z CMa的擾動（或干擾），通常不是由“入侵者”造成的，而是由空間中一起成長的“兄弟”恒星造成的。該論文的共同作者Hau-Yu Baobab Liu說：“大多數(shù)情況下，恒星不是孤立地形成的。它們是一起出生的‘雙胞胎’，甚至是‘三胞胎’或‘四胞胎’，可能會受到引力的吸引，結(jié)果是緊密地接近對方。在這些時刻，恒星原行星盤上的一些物質(zhì)可能被剝離，形成延伸的氣體流，為天文學(xué)家提供關(guān)于過去恒星相遇歷史的線索。”
法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學(xué)的天體物理學(xué)家Nicolás Cuello是該論文的共同作者，他補充說，在Z CMa的案例中，正是這些氣流的形態(tài)或結(jié)構(gòu)幫助科學(xué)家識別和確定入侵者。“當恒星相遇時，它會導(dǎo)致盤面形態(tài)的變化--螺旋、扭曲、陰影等等--這些都可以被認為是飛越的指紋。在這種情況下，通過非常仔細地觀察Z CMa的圓盤，我們發(fā)現(xiàn)了幾個飛越‘指紋’的存在。”
這些“指紋”不僅幫助科學(xué)家識別了“入侵者”，而且還促使他們考慮這些相互作用對Z CMa和該系統(tǒng)中誕生的小行星的未來可能意味著什么，到目前為止，這一過程對科學(xué)家來說仍然是一個謎。Cuello說：“我們現(xiàn)在通過這項新研究知道，飛越事件確實在自然界中發(fā)生，而且它們對氣態(tài)環(huán)星盤有重大影響，環(huán)星盤是行星的誕生地，圍繞著‘嬰兒’恒星。飛越事件可以極大地擾亂參與恒星周圍的環(huán)星盤，正如我們在Z CMa周圍產(chǎn)生的長流線所看到的。”
研究人員說：“這些擾動器不僅會引起氣態(tài)流，而且還可能影響到相關(guān)宿主恒星的熱歷史，如Z CMa。這可能導(dǎo)致諸如吸積爆發(fā)這樣的暴力事件，也會以我們尚未觀察到或定義的方式影響整個恒星系統(tǒng)的發(fā)展。”
董若冰說，研究整個銀河系年輕恒星系統(tǒng)的演化和成長有助于科學(xué)家更好地了解我們自己的太陽系的起源。“研究這些類型的事件為了解過去提供了一個窗口，包括在我們自己的太陽系的早期發(fā)展中可能發(fā)生的事情，其關(guān)鍵證據(jù)早已不復(fù)存在。觀察這些事件發(fā)生在一個新形成的恒星系統(tǒng)中，為我們提供了必要的信息，可以說：‘啊哈！這就是我們自己的太陽系在很久以前可能發(fā)生的事情。’現(xiàn)在，VLA和ALMA已經(jīng)為我們提供了解開這個謎團的第一個證據(jù)，而這些技術(shù)的下一代將為我們打開宇宙的窗口，而這些窗口我們還只是在夢中。”
最近，美國國家射電天文臺（NRAO）獲得批準，其中央開發(fā)實驗室（CDL）將對ALMA的Band 6接收器進行數(shù)百萬美元的升級，而該天文臺的下一代VLA（ngVLA）在Astro2020十年調(diào)查中得到了天文界的大力支持。這兩臺望遠鏡的技術(shù)進步將帶來更好的觀測效果，并有可能大大增加對難以看到的天體的發(fā)現(xiàn)，如Z CMa的恒星入侵者。這兩個項目都是由美國國家科學(xué)基金會（NSF）部分資助的。天體物理學(xué)家和國家科學(xué)基金會ALMA項目主任Joe Pesce博士說：“這些觀測突出了一個較新的儀器與一個較老的儀器協(xié)同工作所能產(chǎn)生的協(xié)同作用，以及ALMA第6波段接收器是一個多么好的工作工具。我期待著升級后的ALMA第6波段接收器能夠帶來更好的結(jié)果。”