恆星寶寶啃著三層鬆餅狀的
原恆星盤快速成長！
中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2023年7月4日
原恆星盤對恆星系統形成扮演至關重要的角色，因為它們不僅促進中心的原恆星（恆星寶寶）成長為恆星，也會演化成原行星盤成為行星形成的主要場所。拜強大的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米陣列（簡稱ALMA）所賜，中研院天文所的李景輝研究員帶領團隊偵測並解析到最年輕的原恆星盤，揭露盤的最初結構與其位於中平面的旋臂，使天文學家能夠進一步探知恆星形成早期的星盤形成和吸積過程。
這個星盤在HH 211原恆星系統的中心，位於約1000光年遠的英仙座方向。這個系統非常年輕，約在35000年前才開始重力塌縮。（圖a）顯示ALMA觀測到盤上的塵埃發出的光。可以看出，星盤非常小，與我們太陽系的天王星軌道半徑差不多。盤子看起來是有厚度的，表示塵埃顆粒尚未沉降到中平面（這是行星形成的必要步驟）。有趣的是，盤上顯示出3條明亮的平行線（圖b），是從未見過的構造，看起來像是疊起來的三片鬆餅。由於這些線性構造位於光滑的圓盤結構上，透過高通濾波法（high-pass filter）可以讓ALMA觀測影像更清楚地顯示出這三條線。其中左右兩條亮線位於星盤表面，顯示出盤面略微翹曲的結構，如（圖c）的星盤模型所示。更重要的是，中間那條線位於盤中緻密的中平面，但長度看起來不太對稱（下半段線條看起來比較長），可能是盤的重力造成的尾隨旋臂（trailing spiral arm）。由於先前已在較老的原恆星盤上偵測到旋臂，此結果支持旋臂在原恆星盤中的普遍存在性，可以將盤上的物質向內輸送到中央原恆星，促進吸積過程。
論文第一作者李景輝認為：「我們很高興能夠偵測到年輕的HH 211星盤，揭示原恆星盤的早期結構。我們觀測到的盤中旋臂對吸積過程也有重要影響，因為根據理論預測，旋臂會將星盤上的物質向內傳送到中央原恆星。觀測到的旋臂看起來是團塊狀，可能已有行星開始形成。」
圖說：ALMA觀測影像和 HH 211 原恆星盤模型比較。（a） ALMA觀測到盤上的塵埃發出的光，並在右方放了太陽系大小示意當比例尺。（b） 使用高通濾波法去除盤的光滑結構，來凸顯3條垂直於盤軸心的線狀結構（以3條虛線標出）。（c） 星盤模型重現盤的結構，（b）圖中顯示的左右兩條線可以視為上下盤面構成，而中間那條線則是由盤中平面的旋臂造成。（d） 星盤模型的正面圖，顯示旋臂的完整結構。這條尾隨旋臂的方向與星盤旋轉方向相反。圖片來源：李景輝團隊
參考資料：
阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，簡稱ALMA）是由歐洲、北美、東亞與智利共和國合作建造的國際天文設施。ALMA的經費來源包括三部分：歐洲地區由歐洲南天天文台（ESO）支應；北美地區由美國國家科學基金會（NSF）、加拿大國家研究委員會（NRC）、與臺灣的行政院國科會（NSTC）共同支持；東亞地區則為日本國家自然科學研究機構（NINS）、台灣中央研究院（AS）和韓國天文研究院（KASI）共同籌措。 ALMA的建設和運營是由歐洲南天天文台代表歐洲，美國的國家電波天文台（NRAO）代表北美，以及日本的國立天文台（NAOJ）代表東亞。ALMA 天文臺聯合中心（JAO）統籌管理施工、試運轉和運作事宜 。
這篇由李景輝主筆的論文First Detection of A Linear Structure in the Midplane of the Young HH 211 Protostellar Disk: A Spiral Arm?，發表在2023年6月27日出刊的天文物理期刊快訊ApJ Letters。
研究團隊名單：李景輝（中研院天文所；臺灣大學）、詹凱勳（中研院天文所；臺灣大學）和星韓東（中研院天文所）。
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