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科学家发现死亡恒星可以预测太阳的未来:“分裂并返回银河系”

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科学家发现死亡恒星可以预测太阳的未来:“分裂并返回银河系”



蓝色圆圈周围环绕着粉色和黄色环。周围有一个微红色的结构。
(图片来源:NASA/ESA/CR O’Dell(范德比尔特大学)和 M. Meixner、P. McCullough 和 G. Bacon(太空望远镜科学研究所)/Andrew McCarthy。)

天文学家目睹了一颗以螺旋星云为幌子的死亡恒星被回收回到它最初来自的星际气体中,从而使这颗恒星的故事回到了原点。

星星 可以持续数百万年,甚至数十亿年,但它们不会永远持续下去。当一个 太阳——像星星到达终点,绽放出美丽的行星 星云。这 螺旋星云,位于 650 光年 远在星座中 水瓶座水瓶座就是行星状星云的一个例子。

螺旋星系的中央恒星已经耗尽了其所需的氢气 核聚变 其核心的反应。这导致核心开始收缩,并提高了恒星外层的温度,从而引发了那里的聚变反应。这导致恒星膨胀成一个 红巨星。然后,最终,红巨星的外层分离并扩展到太空,形成螺旋星云。与此同时,恒星的惰性核心收缩并变成了一颗 白矮星

随着星云的膨胀,它逐渐分散到 星际介质 (ISM),喂养 元素 在恒星内部形成回星际气体云。这些云最终将产生下一代恒星。然而,直到现在,天文学家还从未真正见过死亡恒星的残骸被吸收到星际物质中的程度。

“我们看到恒星生命即将结束时脱落的物质被分解并返回到恒星 星系”,领导这项研究的耶鲁大学彼得·范·多库姆 (Pieter van Dokkum) 在一份报告中说道。 陈述。 “这种交接——从可识别的恒星碎片到恒星之间的扩散气体——一直很难观察到。”

Van Dokkum 的团队实际上并没有在寻找这个。相反,他们正在对一种名为 MOTHRA 的新型天文仪器进行例行校准,该仪器是智利 El Sauce 天文台的模块化光学长焦高光谱机器人阵列。完成后,MOTHRA 将配备 1,140 个长焦镜头,这些镜头将仔细观察夜空,同时寻找夜空中微弱气体的痕迹。 银河系

天文仪器在使用前需要进行校准,这是通过瞄准天空中熟悉的物体并将仪器调整到该物体的显示方式来完成的。 MOTHRA 团队使用螺旋星云来校准他们目前使用的长焦镜头,就在那时他们发现了一些意想不到的事情。


左边是一个看起来像太空中的眼睛的结构。它有棕色的卷须。右侧是棕色区域的特写。

(左)可见光和红外天文学望远镜看到的螺旋星云。 (右)JWST 近红外相机(右)的较小视野。 (图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、A. Pagan (STScI))

多伦多大学的罗伯托·亚伯拉罕在声明中说:“我们以为我们正在拍摄天空中最著名的星云之一的校准图像。” “相反,我们发现了这个非凡的弓形结构网络。很明显,微弱的外螺旋正在告诉我们一个很大程度上被忽视的故事。”

螺旋星云呈甜甜圈形状,之前已被两个专业天文台(例如 哈勃太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜以及业余天文学家的长时间曝光,可以揭示星云明亮环周围的外层气体晕。为了了解规模,明亮环的外缘直径为 5.7 光年,而外光环的存在甚至超出了这个范围。

研究小组在外晕中发现了22个完整或部分弧形气体团。它们被称为弓形激波,是由某种物体压入另一种介质的运动而产生的,在这种情况下,气体团从行星状星云中膨胀出来,进入并穿过ISM。它类似于水中船头前面的弓形波浪。

蜻蜓聚焦研究组织的伊马德·帕夏在声明中表示:“随着距中心恒星的距离的增加,激波发生了巨大的变化。”“那些靠近中心的恒星又大又薄,轮廓分明。再远一点,它们就变得更小、更模糊,而且越来越支离破碎。”

这意味着一个进展,恒星喷射物质团块越深入星际物质,它们就越容易被侵蚀并分散回星际气体中。研究小组估计,来自行星状星云的物质在遇到 ISM 后可以存活大约 10,000 年,然后才会被完全粉碎并重新吸收。

恒星是从星际空间的分子气体云中诞生的,这些分子气体云富含前几代恒星内部聚变反应产生的元素。现在,由于莫斯拉对螺旋星云的观测,我们已经看到这些元素被馈赠给整个银河系,并且在数百万或数十亿年内它们将有助于形成新一代的恒星、行星甚至可能的生命。

我们自己的 太阳系, 和 地球 随之而来的是 46 亿年前由死亡恒星产生的元素形成的。再过五十亿年,我们的太阳也将耗尽其氢供应,其聚变反应将停止,导致它展开成自己的行星状星云。

范多库姆说:“在遥远的未来,太阳将经历类似的过程,其物质也将进入相同的循环。”

构成你和你周围一切的所有元素和分子都将被归还给银河系,有一天它将再次重生,开始一个新恒星系统的故事。我们想知道这个故事会带来什么?

螺旋星云的研究结果发表在 8 月 12 日的期刊上 自然