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钱德拉(Chandra)揭示了年轻恒星RW Aur吞噬行星的第一个证据

时间:2021-12-03 13:58:04来源:

这位画家的插图描绘了一个或多个年轻行星的毁灭,科学家们可能首次利用NASA钱德拉X射线天文台的数据进行了观测。学分:插图:NASA / CXC / M。魏斯; X射线光谱:NASA / CXC / MIT / H。冈瑟

钱德拉(Chandra)的数据表明,一颗名为RW Aur A的年轻恒星很可能已经摧毁并消耗了一颗婴儿星球。如果得到证实,这将是天文学家第一次目睹这种事件。这颗恒星有几百万年的历史,距地球约450光年。

科学家们可能第一次观察到一颗年轻的行星或附近恒星周围的行星遭到破坏。美国宇航局钱德拉X射线天文台的观测表明,这颗母恒星正在吞噬行星碎片。这一发现使人们深入了解了影响婴儿行星生存的过程。

自1937年以来,天文学家一直对一颗名为RW Aur A的年轻恒星的奇怪变异性感到困惑,该恒星距地球约450光年。每隔几十年,恒星的光学光会短暂消失,然后再次变亮。近年来,天文学家观察到恒星变暗的频率更高,持续时间更长。

借助钱德拉,一组科学家可能已经发现了导致恒星最近变暗的事件的原因:两个婴儿行星的碰撞,包括至少一个足够大的物体,可以成为一颗行星。当产生的行星碎片落入恒星时,会产生一层厚厚的尘埃和气体,从而暂时遮挡了恒星的光线。

麻省理工学院卡夫里天体物理与空间研究所的研究科学家汉斯·莫里茨·盖瑟(Hans Moritz Guenther)表示:“计算机模拟长期以来一直预测行星会坠入一颗年轻的恒星,但我们从未观察到那样。”“如果我们对数据的解释是正确的,这将是我们第一次直接观察到一颗年轻恒星吞噬一个或多个行星。”


快速浏览RW Aur A

这颗恒星先前的变暗事件可能是由两个行星体或过去碰撞的大量残余物相撞造成的,这些碰撞是正面碰撞并再次破裂的。

RW Aur A位于Taurus-Auriga暗云中,那里拥有数以千计的婴儿恒星的恒星托儿所。与我们相对成熟的太阳不同,非常年轻的恒星仍被旋转的气体圆盘和团块包围,其大小从小尘埃到小卵石,甚至还可能是羽翼未丰的行星。这些磁盘可以使用大约500万到1000万年。

RW Aur A估计已有几百万年的历史了,仍然被一堆灰尘和气体包围。这颗恒星及其双星伴星RW Aur B与太阳的质量大致相同。

RW Aur A的光学亮度每几十年出现一次明显下降,每次持续约一个月。然后,在2011年,行为发生了变化。恒星再次变暗,这次持续了大约六个月。恒星最终变亮,直到2014年中才再次消失。在2016年11月,这颗恒星恢复了全亮度,然后在2017年1月又变暗了。

钱德拉曾在2013年的光学明亮期观测到恒星,然后在2015年和2017年的暗淡期观测到了X射线的减少。

由于X射线来自恒星的高温外部大气,因此使用这三个观测值的X射线光谱变化(在不同波长下测量的X射线强度)来探测吸收材料的密度和成分周围的星星。

研究小组发现,光学和X射线光的下降都是由于浓气体遮挡了恒星的光造成的。2017年的观测结果显示铁原子有很强的发射,这表明该磁盘在明亮时期的铁含量比2013年的观测结果至少高出10倍。


RW Aur A之旅

Guenther及其同事认为,当两个小行星或婴儿行星碰撞时会产生多余的铁。如果一个或两个行星体的一部分由铁制成,那么它们的粉碎可能会将大量铁释放到恒星盘中,并在物质掉入恒星中时暂时掩盖其光。

较不受欢迎的解释是,小颗粒或小颗粒(例如铁)会被困在磁盘的某些部分中。如果圆盘的结构突然改变(例如,当恒星的伙伴恒星经过时),由此产生的潮汐力可能会释放被困的粒子,从而产生过多的铁,可能掉入恒星中。

科学家希望将来能对恒星进行更多观察,以观察其周围的铁量是否发生了变化,这一措施可以帮助研究人员确定铁源的大小。例如,如果一两年内出现的铁量大致相同,则可能表明它来自相对大量的铁。

“目前,有关系外行星及其形成方式的研究工作很多,因此,很重要的一点是,了解如何与它们的恒星和其他年轻行星相互作用来消灭年轻行星,以及哪些因素决定它们是否能够生存,” Guenther说。

根瑟(Guenther)是详细介绍该小组结果的论文的主要作者,该论文今天发表在《天文杂志》(Astronomical Journal)上。NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

纸:RW Aur的光学调光与富铁的电晕和极高的吸收柱密度相关

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