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巨变中的宇宙—内外反转的行星状星云揭秘恆星的迴光返照过程

时间:2020-07-08  阅读:466  点赞次数:264  

巨变中的宇宙—内外反转的行星状星云揭秘恆星的迴光返照过程

图:Hubi1多波段观测图。Credit:MartínGuerreroetal/NatureAstronomy

文:萧路来源:正见网

2018年8月6日,由西班牙安达卢西亚天文研究所(InstitutodeAstrofísicadeAndalucía)的MartínGuerrero博士领导的研究组在《自然》杂誌子刊《自然天文》上发表论文,发现了一个奇特的内外反转的行星状星云,并指出这可能是一颗恆星在彻底消亡前的迴光返照过程造成的。

目前的恆星演化理论认为,当恆星能量耗尽的时候,大质量恆星一般会爆炸成为超新星,而其核心部分则坍缩成中子星。对于小到中等质量恆星,比如太阳,其自身的外层电离气体将脱离恆星形成行星状星云,而核心部分则会坍缩成白矮星。在这个过程中,有大约五分之一的恆星还可能经历一个迴光返照过程,即通过引力将部分外层电离气体拽回恆星内部,并利用这些能量继续燃烧一段时间。之后恆星就会喷出一些尘埃物质并坍缩成为白矮星。但是这个迴光返照过程对比恆星的寿命时间很短,目前鲜有观测实例。

这次新发现的行星状星云很可能就是一个迴光返照的恆星造成的。这个星云名称为Hubi1,距离地球较近,约19000光年。一般而言,行星状星云更靠近中心恆星的气体会在辐射作用下大量电离,而外侧气体则电离较少。而Hubi1却非常奇特,离中心越远的气体电离程度越高,就像是一个内外反转的行星状星云。同时,利用历史数据,研究者发现在过去的46年内,星云亮度下降了10000倍,而温度却基本持平。这两个现象都非常令人费解。研究者于是假定很可能中心恆星经历了一个迴光返照的过程,从而喷发出来的尘埃降低了辐射。通过分析中心恆星光谱,研究者发现了非常强的碳元素和氧元素吸收谱。

这个发现证实了研究者的猜想,因为中心恆星在迴光返照过程中可能喷发了大量富碳尘埃,从而挡住了恆星的辐射。失去了恆星的辐射,星云内侧气体在尘埃作用下电离程度下降,并且星云的亮度也大幅下降。

研究者还发现星云中心恆星和太阳质量相似。因此,研究者认为当太阳进入其消亡阶段,很可能也会经历类似的迴光返照过程。宇宙中任何物质都有着成住坏灭的过程。这项新发现增加了我们对恆星消亡过程的认识。同时,它也表明了在离地球较近的星际空间中的新旧更替的过程。

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