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射电望远镜阵列“穿透”尘埃 精确测量猎户座年轻恒星质量

时间:2026-05-02 18:39:48来源:快讯编辑:快讯

在浩瀚宇宙中,猎户座星云宛如一座巨大的恒星育婴室,距离地球约1300光年。这片神秘区域孕育着种类繁多的恒星,从炽热的大质量恒星到相对暗淡的褐矮星,还有处于不同演化阶段的年轻恒星体(YSOs),数量多达数百个。恒星在这里并非独自诞生,而是成批出现,许多最终会形成双星、三星甚至更小的星团。了解这些恒星的质量,成为解开它们演化奥秘以及探寻原行星系统是否存在的重要钥匙。

然而,测量年轻且处于嵌入状态恒星系统的质量,一直是天文学领域的难题。这些恒星被气体和尘埃云层层遮挡,传统的光学望远镜难以穿透这层“迷雾”,获取准确信息。不过,射电望远镜却拥有独特的本领,能够穿透这些云层,让天文学家得以窥探其中的奥秘。甚长基线干涉仪(VLBA)便是其中的佼佼者,它采用全阵列望远镜在5GHz的无线电波长下进行观测。5GHz这个波长区域,尘埃对其是透明的,无线电波可以毫无阻碍地穿透,而且VLBA的高分辨率能力,使其比其他波长的望远镜更能清晰分辨紧密的双星对。

在对猎户座星云中双星的观测中,VLBA发挥了巨大作用。它观察到双星彼此环绕运行的轨道特征,这些特征为测量每颗恒星的质量提供了绝佳依据。VLBA分布在世界各地的望远镜,从美国本土到夏威夷,再到维尔京群岛,能够协调一致地重复观测天空中的同一区域。这使得天文学家可以以毫秒级的精度确定恒星位置,通过比较不同观测时期恒星位置的变化,由伴星引力引起的细微轨道运动便清晰可见,进而推断出系统中每颗恒星的质量。

研究团队利用VLBA对VNU Orionis四重星系统展开了深入研究。他们惊喜地发现,该系统的C子星是一颗中等质量恒星,质量约为7个太阳质量,并且具有非热射电辐射。这一发现意义重大,为接近大质量恒星的天体存在磁活动提供了罕见证据。此前,这类证据十分稀缺,此次发现填补了相关领域的空白。

VLBA的测量成果,是首次对猎户座诞生复合体中多个年轻恒星天体进行此类精确表征。这些数据表明,VLBA天体测量学,即对恒星距离、运动和位置的精确测量,是研究年轻多星系统中恒星质量和其他特征的强大工具。这些宝贵信息能够应用于恒星形成和演化模型,推动天文学家对早期系统中磁活动的进一步研究。

恒星质量在天文学中具有举足轻重的地位,它是描述恒星特征的关键参数。一颗恒星的质量,决定了它整个的演化历程。从核熔炉中元素锻造的过程,到最终以何种方式走向死亡,都与质量息息相关。质量较小的恒星,可能像我们的太阳一样,形成行星状星云,之后以白矮星的形态存在数十亿年;而质量足够大的恒星,则会以超新星爆发的壮烈方式终结生命,留下中子星甚至黑洞。不仅如此,恒星质量还会影响其周围行星的形成以及行星世界的特征,因为所有恒星都会留下重元素,这些重元素是行星形成的基础。

天文学家将质量测量作为建立年轻恒星形成标准模型的重要环节。当把VLBA的观测结果与这些模型进行对比时,出现了有趣的现象:有些观测结果与模型匹配得相当好,但至少有一对观测对象与模型完全不符。这意味着现有的模型可能需要进行调整,才能更准确地反映年轻恒星形成的实际情况。VLBA观测还发现了一些此前隐藏的近距伴星,为研究恒星形成提供了新的线索,也找到了强磁活动可在相对大质量年轻恒星中持续存在的有力证据,让天文学家对恒星的形成和演化有了更深入的认识。

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