烹煮彗星结晶的恒星
译自NASA，2009年5月13日
科学家长期以来一直想知道，形成于烧灼高温中的细小硅晶是如何来到诞生于太阳系严寒外缘的冰冻彗星中去的。这些晶体起初是非结晶态的硅粒，属于产生太阳系的气体尘埃混合物的一部分。
在这张艺术概念图中，当物质螺旋流入年轻的类太阳恒星时，它开始照亮并加热周围的盘面。NASA的斯皮策空间望远镜发现的证据表明，这一过程可以产生彗星中找到的那种硅晶。带标注的高分辨率图片请点击 相关动画请点击（图片提供：NASA/JPL-Caltech）
一个天文学家小组确信，他们在利用NASA的斯皮策空间望远镜观测年轻类太阳恒星成长中的烦恼时，找到了新的解释，说明这么晶体是在何处如何产生的。他们的研究结果刊登在5月14日出版的《自然》杂志上，为研究恒星和彗星的诞生提供了新知。
来自德国、匈牙利和荷兰的研究者发现，硅似乎是通过恒星的爆发转化为结晶形态的。他们在豺狼EX频繁耀发（即爆发）的某一次中，在该恒星周围的气体尘埃盘中探测到了硅晶的红外特征。这次爆发是斯皮策在2008年4月看到的。晶体并没有出现在斯皮策先前在宁静期对星周盘的观测中。
来自德国海德堡市马克斯·普朗克天文所的阿提拉·朱哈茨（Attila Juhasz）说：“我们确信，我们第一次观测到了晶体形成的过程。我们认为，这些晶体是通过小颗粒的焖火（anneal）在星周盘内侧表面形成的，热量来自爆发。这是该物质形成的全新图景。”朱哈茨是论文的作者之一。
当物质被加热到某个温度，其中的某些化学键断裂重组并改变物质的物理特性时，会发生焖火过程。这是硅质尘埃被转变为结晶态的途径之一。
先前科学家考虑过两条不同的可能焖火途径，可以产生彗星以及年轻的恒星盘中所见的硅晶。其中的一条途径是，婴儿期的恒星长期暴露在热量之下，会让盘中央的部分硅质尘埃发生焖火。另一条途径是，盘内的大型天体引发的激波会突然将尘埃颗粒加热到合适的结晶温度，之后晶体会几乎马上发生冷却。
朱哈茨及其同事在豺狼EX上发现的东西与早先的任何一种理论都不相符。论文的第一作者、匈牙利科学院布达佩斯市孔科利（Konkoly）天文台的彼得·亚伯拉罕（Peter Abraham）说：“我们的总结是，这是硅经由焖火结晶的第三条可能渠道，先前没有被人考虑过。”
豺狼EX是一颗年轻的恒星，也许类似于四、五十亿年前太阳的样子。每隔几年，它就会发生一场爆发或说是喷发，天文学家认为，这是恒星获取积累在星周盘中的物质所导致的结果。爆发的强度会有所变化，规模相当大的爆发每过约50年会发生一次。
2008年4月11日，研究人员利用斯皮策的红外光谱仪观测了豺狼EX。虽然这颗恒星已经开始从1月探测到的大型爆发高峰衰减了，它的亮度仍旧比宁静期亮上30倍。当他们将爆发恒星的新数据与2005年爆发开始前斯皮策的测量结果作比较时，他们发现了明显的变化。
2005年，恒星盘表面的硅元素看起来是以无定形尘埃颗粒的形态存在的。2008年，光谱显示了无定形尘埃表面存在的硅结晶。结晶看起来是镁橄榄石，这是一类经常在彗星以及原行星盘中发现的物质。晶体同样看起来很热，这表明它们是在高温过程中产生的，但并非激波加热。如果是激波加热的话，它们应该已经被冷却了。
朱哈茨说：“在爆发时，豺狼EX亮度增加了100倍。晶体在恒星盘表面形成，这里与恒星的距离正好让温度足以使硅发生焖火——约莫1000开尔文（1340华氏度）——但又不会让其升华。”研究者指出，结晶区域的半径与太阳系中的类地行星带相当。
加州帕萨迪那NASA喷气推进实验室的斯皮策任务科学家迈克尔·沃纳（Michael Werner）说：“这些观测第一次表明了产生结晶硅的真正过程，就象是在我们的太阳系里所找到的彗星以及陨石中的那种。因此我们今天在彗星中所见的东西可能是产生于年轻太阳的重复能量爆发之中的。”
JPL为NASA位于华盛顿的科学任务理事会管理着斯皮策空间望远镜计划。科研运转由帕萨迪那加州理工学院的斯皮策科学中心完成。加州理工学院为NASA管理着JPL。
更过关于斯皮策的信息请访问：http://www.nasa.gov/spitzer与http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer
