JWST reveals a low-mass protostellar outburst driving a methanol maser flare
通过结合詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWJWST）和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的观测，研究人员发现，在大质量恒星形成区 IRAS 18134-194216 中观测到的甲醇脉泽爆发，出人意料地是由附近一颗低质量原恒星的吸积爆发所驱动的，这挑战了此类脉泽活动仅与大质量年轻恒星天体相关的范式。
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恒星诞生在深邃、多尘的云团中，在那里，引力将气体和尘埃聚集在一起，直到一颗新星被点燃。这个过程很少是平稳、持续的过程。相反，年轻的恒星经常经历被称为“爆发”的突然且剧烈的生长激增，在短时间内吞噬大量的物质。这些爆发至关重要，因为它们决定了一颗恒星最终会变得多重，以及它们周围的物质盘如何演变成行星。几十年来，天文学家一直难以观测到这些发生在最年轻、隐藏最深的恒星中的事件，因为周围厚重的尘埃阻挡了可见光。然而，一种被称为甲醇星 Maser（methanol maser）的特定发光气体云，长期以来一直作为寻找这些能量时刻的灯塔。直到现在，这些明亮的无线电波闪烁一直被认为是巨型质量恒星特有的特征，这导致科学家们认为只有恒星育婴室中的巨头才能触发如此剧烈的活动。
一支使用詹姆斯·韦伯空间望远镜和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列的天文学家团队现在推翻了这一假设。他们发现，在遥远太空区域的一次大规模甲醇 Maser 耀变，并非由那颗巨大的恒星本身引起，而是由其附近一颗小得多的伴星引起的。故事始于一个名为 IRAS 18134-1942 的恒星形成区，该区域距离地球约 1,250 秒差距。这个区域是一个嵌入在多尘环境中的年轻恒星混沌集群。2023 年初，无线电望远镜在靠近一颗被称为 MM-main 的明亮、大质量原恒星的甲醇 Maser 集群附近，探测到了突然且强烈的耀变。这次闪烁如此明亮且迅速，表明存在一次大规模的能量注入，而人们的自然假设是，中心的那颗大质量恒星突然爆发了。
为了解开这个谜团，研究人员利用世界上最强大的空间和地面望远镜触发了快速响应。他们在 11 天内两次观测了该区域，利用能够穿透遮蔽尘埃的红外光捕捉了这一场景。数据揭示了一个令人惊讶的事实：大质量恒星 MM-main 的辐射并没有发生显著变化。它的光谱显示，无论是连续谱还是发射线都没有流量变化，其毫米波辐射与爆发前的观测相比保持稳定。在整个视野中，唯一发生变化的物体是位于稍远距离处的一颗微弱、低质量的原恒星，名为 MM-NE。这颗小恒星正在经历一场剧烈的爆发，其亮度在短短十多天内增加了约 30%。研究人员发现，MM-NE 正在喷射出一股物质流，在周围的尘埃中创造出了一个中空的隧道或空腔。
这种几何排列提供了解开谜题的关键。小恒星 MM-NE 的外流空腔直接指向了大质量恒星附近发生 Maser 耀变的区域。团队得出结论，小恒星突然爆发的光芒穿过了它自身的清晰隧道，并撞击了靠近大质量恒星的气体云。这股额外的辐射爆发足以将甲醇 Maser 推向极端明亮的程度，从而产生了无线电望远镜所看到的耀变。大质量恒星为 Maser 的存在提供了基准条件，但小恒星提供了让它们闪耀的突然火花。这一发现证明了低质量恒星可以触发大质量集群中的 Maser 耀变，挑战了长期以来认为只有大质量恒星才能驱动此类事件的观点。
这些观测还为观察恒星环境如何对突然爆发的能量做出反应提供了一个罕见的、详细的视角。研究人员实时观察了物理变化的过程。来自爆发的热量向外传播，首先加热了小恒星盘的最内层气体，导致水和甲烷等分子发出明亮的光芒。随后，这种加热波进一步向外移动，导致尘埃颗粒结晶并使冰的结构发生变化。团队测量到，冰发生变化的区域在短短 11 天内增长了约 12%，这是能量脉冲穿过系统的直接记录。通过将这些红外视图与无线电数据相结合，团队计算出，这颗小恒星吞噬物质的速度比正常情况下快数百倍，释放出的能量相当于近一千个太阳。
这一发现重塑了我们对恒星如何生长以及如何相互作用的理解。它表明，在拥挤的恒星育婴室中，一颗小恒星的活动可以显著影响其邻居，如果仅观察大质量恒星，可能会掩盖爆发的真实性质。这项研究表明，Maser 耀变的“灯塔”并不专属于巨头，也可以由隐藏的、高能的较小伴星的爆发来触发。通过捕捉到这一事件，研究人员展示了即使是集群中最微小的恒星，也能驱动其周围环境发生显著的化学和物理变化，揭示了一个此前对我们而言是不可见的、动态且相互关联的诞生环境。
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