科学家首度揭晓双星诞生的生成机制
超级电脑计算的理论模型，显示两条旋臂各从主星与伴星延伸而出，连接到环双星盘；理论预测图与ALMA观测图相符程度非常高。由日本法政大学松本伦明制作。图片提供：台湾中央研究院天文及天文物理研究所。
ALMA观测图是用波长0.9毫米的尘埃连续发射谱线来追踪星际介质分布状况，显示从盘面而来的气体物质喂养新生双恒星。图片提供：台湾中央研究院天文及天文物理研究所。
（神秘的地球报道）据美国国家地理（整理撰文：潘佳修）：50亿年前，我们的太阳（恒星）是怎么形成的呢？现在透过天文望远镜ALMA（Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array，「阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列」，简称ALMA）我们可以观察恒星双胞胎如何长大了。
台湾中央研究院天文所副研究员高桑繁久领导的研究团队，藉由天文望远镜ALMA观测，发现环绕于一对年轻原恒星L1551 NE周围的微尘与气体分子云里的旋臂状结构，并观察到周围气体流向原恒星。这是科学家首度揭晓双星诞生的生成机制，并且在11月20日发表于《天文物理学期刊》（The Astrophysical Journal, ApJ）中。
恒星形成于星际间由气体与微尘组成的分子云。以往恒星形成的研究多聚焦于质量近似太阳的单恒星如何形成，并建立标准模型：星际间致密凝结气体云因重力塌缩，在中央形成原恒星；研究发现塌缩中的气体云如何提供物质给中央的原恒星，但都是单一恒星的研究，我们对双恒星的诞生形成机制所知很少。
天文学界已知的是，质量近似于太阳的这类恒星大多是结伴诞生，有超过半数的类太阳恒星都是双胞胎恒星；因此，了解双恒星诞生的形成机制在天文研究上非常重要。理论上，环绕在胚胎期双恒星外有个盘面，它会朝盘中央喂养双恒星宝宝，提供它们在长大期间所需要的尘埃气体物质，犹如母亲经由脐带喂养着胎盘中的宝宝。
如图所示，环双星盘由两部分构成，南侧环呈U形，北方的发射谱线则呈反U形，隆起于西北和东北向。将观测中实际看到一氧化碳分子发射谱线与理论预测的气体运动加以比较探讨后，团队首次确认旋臂上的气体转速较快，而位于旋臂内侧的气体转速则较慢，并呈现了朝中央恒星方向塌缩的迹象，亦即代表物质喂食成长中新生双恒星的过程正在进行。研究结果表示，双恒星会震动环绕在它周围的环双星盘，诱导物质朝向位在环中央的新生双恒星塌缩，以喂养这对双星宝宝长大，未来成长为双恒星。
由高桑繁久所主导的天文所团队先后使用SMA次毫米波阵列望远镜（SMA）与ALMA观测距离地球460光年远，位在金牛座的L1551 NE双恒星。 L1551 NE双星系统里的两个新生恒星，质量分别是太阳的0.67倍和0.13倍，两个新恒星之间的距离是145AU (AU是天文单位，等于地球到太阳的距离：1.5 × 108公里) 。研究团队发现双星周围各自伴随着一块气体团，及环绕双星的「环双星盘」，盘面大小约300AU，是海王星公转轨道的10倍大。这些特征详尽的观测，是环双星盘的细节首度公诸于世，让研究团队相当振奋。
高桑繁久表示：「在ALMA高解析度观测下，传回了双恒星诞生现场的第一手即时影像，实为前所未见。」随着天文学界跨入ALMA时代，愈来愈多前所未见的高解析度影像，可望协助科学家解开更多宇宙谜团。
论文作者：台湾中央研究院天文及天文物理研究所高桑繁久、日本国立天文台野边山宇宙电波观测所斎藤正雄、日本国立天文台ALMA推进室西合一矢、日本法政大学松本伦明、日本千叶大学花轮知幸、香港大学林仁良、中央研究院天文及天文物理研究所贺曾朴。
此项研究计划由台湾科技部、香港政府与日本学术振兴会科学研究费补助金的经费支持。论文全文刊载于《天文物理学期刊》。
资料来源：台湾中央研究院天文及天文物理研究所
