藉由美國太空總署(NASA)的錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory),天文學家首次捕捉到一顆類似太陽、但年輕許多的恆星在銀河系中吹泡泡的畫面。

NASA在2月23日發布的新聞稿中指出,這個被稱為「天體層」(astrosphere)的氣泡,完全包圍著這顆被命名為HD 61005的年輕恆星。來自該恆星表面的星風不斷地給這個氣泡充氣,並將熾熱的氣體注入其中,最終與恆星四周較冷的星系氣體和塵埃融合。

太陽周圍也存在類似的氣泡,科學家稱之為日球層(heliosphere,或譯太陽圈),它是由太陽風創造成的。太陽風遠遠延伸到太陽系行星之外,保護地球免受宇宙輻射的侵害。

這是天文學家首次取得類似太陽的恆星四周的天體層圖像。它顯示出略微延展的輻射,而不是像其它此類恆星那樣呈現單一光點。

主導這項研究的約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)天文學家利斯(Carey Lisse)表示,他們研究太陽的日球層已經幾十年了,但無法從外部觀測到它。

而錢德拉X射線天文台對HD 61005的觀測結果,讓他們得以了解日球層的形狀,以及它在數十億年來隨著太陽的演化和在銀河系中的運動而發生的變化。

HD 61005距離地球約120光年,相對較近。該恆星的質量和溫度與太陽大致相同,但它的年齡約為1億年,比太陽年輕得多,而太陽的年齡約為50億年。

這張HD 61005圖片結合了錢德拉X射線天文台的X射線資料和哈伯太空望遠鏡的紅外線資料。(X-ray: NASA/CXC/John Hopkins Univ./C.M. Lisse et al.; Infrared: NASA/ESA/STIS; Optical: NSF/NoirLab/CTIO/DECaPS2; Image Processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk)
這張HD 61005圖片結合了錢德拉X射線天文台的X射線資料和哈伯太空望遠鏡的紅外線資料。(X-ray: NASA/CXC/John Hopkins Univ./C.M. Lisse et al.; Infrared: NASA/ESA/STIS; Optical: NSF/NoirLab/CTIO/DECaPS2; Image Processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk)

由於HD 61005非常年輕,它表面吹出的粒子流強度遠高於太陽風,速度約為太陽風的3倍,密度約為太陽風的25倍。這增強了天體層氣泡的形成過程,而且模擬了太陽在數十億年前的運動狀態。

這項研究的報告撰寫人之一、哈佛-史密松天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,CfA)的天文學家沃爾克(Scott Wolk)說:「我們每天都受到太陽的影響,不僅是它發出的光,還有它向太空噴射出的太陽風,這些太陽風會影響我們的衛星,甚至可能影響前往月球或火星的太空人。」

他說:「這張HD 61005周圍天體層的圖片為我們提供了關於太陽風在其演化早期可能會是甚麼樣子的重要訊息。」

天文學家將HD 61005恆星系統暱稱為「飛蛾」(moth),因為經由紅外線望遠鏡觀察,它周圍環繞著大量塵埃,其形狀酷似飛蛾的翅膀。這些「翅膀」是由恆星形成後遺留的物質所構成的,類似太陽系中的柯伊伯帶(Kuiper Belt)。

以NASA的哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)對這些「翅膀」的觀測顯示,HD 61005周圍的星際物質密度約為太陽周圍星際物質密度的1,000倍。

這項研究另一名報告撰寫人、先前任職於CfA的天文學家斯尼奧斯(Brad Snios)說:「有句諺語說飛蛾撲火。就HD 61005而言,這隻『飛蛾』很難逃離火焰,因為它誕生於火焰周圍,而且可能依靠周圍的盤狀結構維持生命。」

研究人員說,太陽不僅可能在其早期經歷過與HD 61005類似的演化階段,而且很可能曾穿過比太陽目前所在位置更密集的塵埃和氣體區域,這進一步強化了它與HD 61005的關連。

人們在地球上無法用肉眼看到HD 61005,但它距離地球足夠近,所以天文愛好者可以用雙筒望遠鏡觀測它。

上述研究成果發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)上。#

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