原行星盘诞生记：是她孕育了行星，可她又从哪里来？(7)

图6. ALMA亚毫米/毫米阵列
得益于ALMA，我们终于能够在盘形成的最早期捕获到它的样貌。这里，盘形成的标志性特征是盘中气体围绕中心原恒星作开普勒运动，即转速同距离的平方根成反比。另一方面，在塌缩过程中，如果角动量守恒，则我们预期转速同距离成反比。在观测上，人们在潜藏在浓密包层中的正在形成的原恒星周围确实发现了从气体旋转曲线轮廓存在类似的转变（图7），这样的观测结果表明我们正在观看盘在恒星形成极早期包层塌缩的过程中的形成过程！
下图是对于L1527-IRS系统的观测，而上述的转换就发生在50个天文单位左右（即图中的拐点），代表了盘早期形成时的初始大小。目前科学家已经对一些系统做过类似的测量，基于现有的样本，科学家们可推测出盘初始形成时的个头应当在同量级，通常不超过100个天文单位[5]。 当然，现阶段这类观测的样本数目和观测精度尚不足以对盘形成的机制给出详细的限制，但它们为人们从理论上和计算中研究盘的形成提供了重要依据。

图7. 由ALMA测量到的年轻原恒星L1527 IRS周围气体的旋转曲线，即旋转速度（千米每秒）随半径（天文单位）的变化。图片来自：参考文献[4]
05 磁场的魔咒
刚才讲到的分子云中除了湍动的气体，还有磁场。在天体物理中，磁场无处不在，却让人又爱又恨。爱它的重要性，恨它的难以捉摸。天文学家们戏称，当你不理解的时候，可以考虑引入湍流；如果你还不理解，就再考虑磁场！
通常，在气体有足够电离的情况下（称为等离子体），由于带电粒子必须绕磁力线转动，气体和磁场能够充分耦合，这时的气体被称为“理想磁流体”。在理想磁流体中，磁力线“冻结”在气体中，随气体一起运动。但磁场的脾气很倔强，它的特点是希望让磁力线均匀且平直。如果流体的运动让磁力线收到挤压或弯曲，磁力线便会“反抗”，通过给气体施加压力和张力阻碍其运动，以使自身趋向均匀平直的状态。