十六年的恒星之谜,终被破解


简介:2004年科学家捕捉到一个暗淡的“蓝色”星云,其中心位置有一颗恒星,16年来它的形成原因一直困惑着科学家们,直到最近研究表明该星云很有可能成因于中心恒星拖拽、吞噬另一颗较小恒星时产生的恒星碎片喷发,喷发轴一端朝向地球,两端的光谱重叠区域被我们探测到,而其余部分因太黯淡而不可见。
十六年的恒星之谜,终被破解
文章插图


在过去16年,蓝色环星云一直困扰着科学家们。这朵在2004年被发现的彩色星云,一直反抗着科学家们拼凑其起源的尝试。
但最终,一群科学家破解了这一谜题。在一项新的研究中,他们认为这个巨大的蓝色气体团的中心有一颗恒星,这实际上是几千年前两颗恒星合并后留下的碎片。
周三发表在《自然》杂志上的一项研究详尽地介绍了他们的发现。
十六年的恒星之谜,终被破解
文章插图

蓝环星云多年来一直困扰着科学家,但一项新的研究可能破解了这个难题案例.NASA/JPL-加州理工学院/M.Seibert(卡内基科学研究所)/K.Hoadley(加州理工学院)/GALEX团队

2004年,美国宇航局的太空望远镜“银河系进化探险家”(GALEX)首次发现了蓝环星云。星云并不像科学家们以前看到的那样——看起来像一个中间有一颗恒星的巨大的气体星团。虽然在科学家拍摄的星云图像中它看起来是蓝色的,但实际上它并没有发出能被人眼看到的颜色。相反,它不可见的紫外线光通过望远镜图像被编码成了蓝色。
十六年的恒星之谜,终被破解
文章插图

(图解:哈勃太空望远镜下,闪烁在的Wolf-Rayet星云中的wr31a恒星。图源:ESA/Hubble & NASA)
蓝环星云的大小与超新星爆炸后微小的残余物相当,这是一颗大恒星耗尽燃料,爆炸毁灭后的结果。但这个星云的中心有一颗活恒星。于是科学家们开始寻找这个奇怪物体背后的真相。
暴力的过去——2006年,科学家用两台高效的望远镜观测了星云:加利福尼亚州圣地亚哥县帕洛玛天文台的海尔望远镜和夏威夷的W.M.凯克天文台的望远镜。在他们的观测中,他们发现了星云周围有冲击波的有力证据,表明那里曾发生了某种剧烈的活动,将星云的气体排入太空。
十六年的恒星之谜,终被破解
文章插图

(图解:爆炸恒星的超音速膨胀产生了一个冲击波向外进入周围的星际气体,另一个反向冲击波又回到膨胀的恒星碎片中。图源:NASA/CXC/SAO)
卡内基科学研究所天体物理学家、GALEX团队成员马克?塞伯特在一份声明中说:“在相当长的一段时间里,我们认为可能有一颗质量是木星几倍的行星被恒星撕裂,这就把所有的气体都扔出了这个系统。”。
这个谜一直延续着。2012年,同一组科学家发现了一个围绕恒星运行的尘埃盘。圆盘的大小表明它来自一个比行星大得多的物体——排除了科学家之前的假设。
十六年的恒星之谜,终被破解
文章插图

(图解:螺旋星系NGC4845,星系的方位清楚地显示了星系惊人的螺旋结构:一个扁平的尘埃斑驳的圆盘围绕着一个明亮的星系凸起。图源:ESA/Hubble & NASA and S. Smartt (Queen's University Belfast))
证据开始形成起来。小组收集了四台太空望远镜、四台地面望远镜的数据,以及1895年对这颗恒星的历史观测数据。他们掌握了大量的信息,潜心研究,决心彻底地解开这个谜。
他们辩论的方法似乎取得了成果。在隐藏的数据中,他们发现了表明蓝环星云实际上是两颗恒星合并的结果的证据,一颗大小与我们的太阳差不多,另一颗大约则是这个大小的十分之一。
这是怎么发生的?——数千年前,接近生命周期的末期,这颗与太阳大小相似的恒星开始膨胀。与此同时,它慢慢靠近一颗较小的、附近的恒星。由于大恒星的引力牵引,较小的恒星朝着较大的伴星掉入一个向下的螺旋。
随着时间的推移,较大的恒星开始撕裂较小的恒星,并在将较小的恒星完全吞噬之前,把自己包裹在一圈碎片之中。
十六年的恒星之谜,终被破解
文章插图

(图解:超星爆炸留下一团炽热的膨胀碎片。图源:MPIA/NASA/Calar Alto Observatory)
他们的合并激起了一团热碎片,发射到太空然后被气体盘从中间切割成两半。结果,形成了两个锥形的碎片云,朝相反的方向移动,一个圆锥体朝着地球移动,另一个则直接远离我们的星球。尽管单个的圆锥体过于微小以至于无法单独被发现,但它们重叠的区域形成了蓝环星云的形状。

推荐阅读