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主譯：梁晨

校對：余路漢

審核：牧夫天文校對組

美編：蘇奕月

后臺：李子琦

https://www.cfca.nao.ac.jp/pr/20250528

概要

由大阪大學研究生院理學研究科高棹真介助教（研究當時，現(xiàn)為武藏野美術大學準教授）、京都大學細川隆史準教授、東北大學富田賢吾準教授、國立天文臺巖崎一成助教等人組成的研究團隊，成功完成了全球首個對原恒星內部結構、周圍氣體盤、以及磁場影響的大規(guī)模三維模擬觀測。

這一突破性研究極大增進了人類對原恒星成長機制的理解。

原恒星通過吞噬環(huán)繞在周圍的原行星盤氣體而成長。過程十分復雜，需要借助模擬來調查。

然而原恒星和氣體盤的邊界區(qū)域的氣體密度和速度變化劇烈，導致模擬調查極度困難。更復雜的是原恒星所帶的極強磁場也增加了模擬的難度。因此氣體到達原恒星表面的最后瞬間在此之前一直是未解之謎。

研究團隊綜合了各種技術，構筑了類太陽的原恒星模型，實現(xiàn)了大規(guī)模模擬觀測。研究發(fā)現(xiàn)了以前未知的成長過程-原恒星在向原行星盤產生螺旋狀沖擊波的同時吞噬周圍氣體。此外，原恒星在與氣體盤相互作用時會被強磁場覆蓋，磁場能量又引發(fā)了類似太陽耀斑的爆炸和高速氣體噴射現(xiàn)象。發(fā)生這一劇烈現(xiàn)象的原恒星周圍出現(xiàn)了圓盤物質的大規(guī)模循環(huán)，也為特殊隕石礦物的起源提供了新線索。

原恒星和氣體盤的邊界區(qū)域是恒星研究的前沿領域之一。這次研究有助于加深理解恒星進化和太陽系起源。

研究成果刊登在美國天文學期刊《天體物理雜志》5月14日那期。

本次研究中模擬的一部分使用了日本國立天文臺的天文學專用超級計算機Atelui II。詳細內容請參考大阪大學發(fā)布的新聞（2025年5月28日發(fā)布）

圖1：超級計算機模擬出的原恒星從磁化的氣體盤中吸收氣體的樣子。各個圖像面板顯示的是沿著氣體盤旋轉軸方向的三維結構剖面圖。等離子體β（β值）表示氣體壓力相對于磁場能量密度的比例，顏色越暗的區(qū)域表示磁場的影響越強。（來源：高棹真介）

圖2：通過超級計算機的模擬再現(xiàn)了原恒星和氣體盤的氣體壓力剖面圖。螺旋狀沖擊波從原始星表面延伸到氣體盤內部。右圖：對原恒星磁場產生螺旋狀沖擊波的說明（來源：高棹真介）

關于本研究使用的超級計算機

本研究團隊進行的部分模擬，使用了日本國立天文臺的超級計算機「アテルイⅡ（Atelui II）」。

其理論計算性能達到 3.087 PetaFLOPS（1 Peta = 101?，F(xiàn)LOPS 是衡量計算機每秒能執(zhí)行多少次浮點運算的單位）。作為專門用于天文學模擬研究的專用機，它在日本巖手縣奧州市的國立天文臺水澤園區(qū)一直運行至2024年8月。該計算機以平安時代在水澤地區(qū)活躍的英雄“阿弖流為（アテルイ）”命名，寓意著“像這位勇猛果敢的英雄一樣，大膽挑戰(zhàn)宇宙的奧秘”的希望。（來源：國立天文臺）

責任編輯：甘林

牧夫新媒體編輯部

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圖源：網絡

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