滑冰選手手勢 比擬恆星旋轉
2009/07/13
想像一位花式滑冰選手正要進行一次旋轉的指定動作,他會先慢慢轉圈,然後逐漸加快速度。為了增加轉速,選手會忽然將雙手往內縮;當他要開始減速停止旋轉,則會將雙手往外伸展。 中研院天文所副研究員尚賢說,滑冰選手雙手的動作,就好比角動量在恆星形成中的作用。 角動量是物體旋轉的物理量,在滑冰的例子中,選手與冰的磨擦力極小,所以選手的角動量可視為守恆。選手把雙手往內縮,他的「旋轉半徑」變小,根據角動量守恆定理,尺度縮小,旋轉速度會加快。 就像在恆星形成的過程中,大尺度的分子雲,經重力塌縮不斷縮小,就會愈轉愈快,當縮成小尺度時,速度可以快到把恆星轉散掉。 然而實際上並沒有發生這種狀況,於是天文學家就推測,一定是將此多餘的角動量被丟出這個系統,讓恆星形成過程中,縱然尺度變小,卻不至於愈轉愈快。尚賢表示,在太陽系中,雖然太陽占了最大的質量,但行星卻占有99%角動量。 在原恆星階段,兩極會有高速的噴流或分子流,將多餘的角動量釋放出系統。尚賢指出,噴流與分子流差別在於發光的頻率不同,但都有帶走多餘角動量的作用,同時也會把多餘雲氣「吹」出恆星系統。