被磁场束缚的气体喷流

原文标题：Magnetic Fields Confine a Dying Star's Jets

原文来自：http://www.universetoday.com/ Posted: 03 Mar 2006

编译：Steed 审校：Linq （编译版权所有，文章有删节，未经许可请勿转载。）

　

这幅艺术画描绘了这样一幅图景——垂死恒星周围紧密缠绕的磁场将气体外流约束在狭长的喷流之中。许多长条形的行星状星云可能就是这样形成的。 Image credit: NRAO/AUI/NSF.

天文学家们使用美国国家科学基金会的甚长基线射电望远镜阵（VLBA），研究了一颗距离地球大约8,500光年的老年恒星。他们发现，从这颗垂死的恒星上喷涌而出的分子，正在被一个紧密缠绕的磁场约束在狭长的喷流之中。

天鹰座中的这颗名为W43A的恒星，正处于一个形成行星状星云的过程之中。在2002年，天文学家们发现，这颗老化的恒星正在射出一对水分子喷流。那个发现是一项突破，为理解许多行星状星云拉长型外 观的形成过程打通了道路。

“接下来的问题是，是什么不断地将这种喷涌而出的物质约束成狭长的喷流呢？理论学家们怀疑是磁场，而我们现在已经发现了一个磁场约束着这样一个喷流的第一个直接证据，”英国曼彻斯特大学乔德雷耳·班克（Jodrell Bank）天文台的沃特·弗莱明斯（Wouter Vlemmings）说。

“磁场之前曾经在类星体和原恒星射出的喷流中被检测到，但那些证据都不足以确定就是磁场约束着那些喷流。现在，新的这些VLBA观测第一次（为磁场和喷流）建立起了直接的联系，”弗莱明斯说。

喷流中的水分子会发出射电波辐射，利用VLBA对这些辐射的偏振性质进行研究，科学家们就能确定这些喷流周围磁场的强度和方向。

“我们的观测支持了最近的理论模型，即被磁场约束的喷流形成了我们偶尔会在行星状星云中见到的复杂形状，”同样来自于乔德雷耳·班克天文台的菲利普·戴蒙德（Philip Diamond）说。

类 似于我们太阳的恒星在“正常”的情况下，是由核心处发生的氢核聚变所驱动的。当它们临近生命终点的时候，它们开始吹散外层大气，最终坍缩成为一颗与地球差 不多大小的白矮星。白矮星发出的强烈紫外辐射会使较早前被抛出的气体开始发光，形成一个行星状星云。天文学家们相信，W43A正处于这个转变阶段之中，最 终会形成一个行星状星云。他们说，这种转变阶段可能只有 几十年之久，因此W43A为天文学家们提供了一个观察这一过程的珍贵机会。

哈勃拍摄的行星状星云M2-9，它的形状明显拉长，可能是垂死的恒星抛出的物质被磁场约束在狭长的喷流中形成的。W43A最终很可能也会形成这样一个拉长的行星状星云。Image credit: Hubble.

尽管制造行星状星云的恒星是球形的，但大部分星云本身却并非如此。相反，它们会展示出复杂的形状，许多都是拉长的。较早前发现的W43A中的喷流，展示了可能产生这种拉长形状的一种机制。最新的观测将帮助科学家们理解产生喷流的物理机制。

科学家们观测的水分子分布在距离恒星将近1000亿英里（1600亿千米）的区域之中，在那里，它们会放大或者增强22 GHz的射电波辐射。这样的区域被称为微波激射区，因为它们可以像可见光波段的激光放大器一样放大微波辐射。

较早前的观测表明，恒星中射出的喷流是螺线形的，表明这些气体的喷口正在缓慢地旋转。

弗莱明斯和戴蒙德的合作者有日本鹿儿岛大学的今井浩（Hiroshi Imai，音译）。天文学家们在3月2日的《自然（Nature）》杂志上报告了他们的发现。

VLBA 是由十架射电望远镜天线组成的系统，每个天线盘直径25米，重达240吨。从夏威夷大岛的莫纳克亚山到美属维尔京群岛的圣克鲁斯，VLBA的跨度超过 5,000英里（8,000千米），为天文学家们提供了世界上最锐利的视力。VLBA分辨细节的能力相当于站在纽约阅读洛杉矶市的一张报纸（即相当于在上 海阅读乌鲁木齐的一张报纸）。