国际科学家团队首次观测到一颗类似太阳的恒星在螺旋星云中解体并重新融入星际空间的完整过程。该星云距地球650光年。研究发现,恒星物质在融入星际空间前可存续约1万年,这预示着50亿年后太阳的命运。

改写恒星生命周期认知的重大发现

天文学刚刚为理解太阳系的未来增添了关键一环。一个由耶鲁大学彼得·范·多库姆(Pieter van Dokkum)领导的国际科学家团队,成功实时观测到一颗死亡恒星解体并重新融入气体的全过程,这些气体将孕育新一代天体。该现象在螺旋星云(NGC 7293)中被记录,这是距离地球650光年、最近且最明亮的行星状星云之一。

这一发现发表在科学期刊《天体物理学杂志快报》上,首次记录了恒星物质从清晰弧状结构转变为弥散结构的过渡,展示了恒星气体如何碎裂并分散到星际空间中。这是此前仅存在于理论中的过程的直接观测。

什么是行星状星云?

当像太阳这样的恒星耗尽全部氢燃料时,核心压力下降并收缩,而外层膨胀形成红巨星。在此过程中,表面层脱落并在空间中膨胀,形成行星状星云。恒星残骸收缩最终成为白矮星。抛出的外层富含恒星一生中合成的元素,这些元素随后将形成新的恒星和行星。

22道激波揭示完整循环

利用智利埃尔绍塞天文台的MOTHRA仪器(模块化光学望远镜高光谱遥感阵列),科学家在星云外晕中检测到22道前沿激波。该外晕呈甜甜圈状,直径跨度5.7光年。这些在Hα发射线下观测到的激波,标记了抛射气体开始解体并与星际介质混合的边界。

多伦多大学的罗伯托·亚伯拉罕(Roberto Abraham)描述了团队的惊喜:“我们本以为是在对天空中最著名的星云之一进行校准成像。结果却发现了这片非凡的弧形结构网络。我们立刻明白,暗淡的螺旋星云外围正在讲述一个被忽视的故事。”

激波产生于星云抛射物与星际介质碰撞时,可比作船头前方形成的波浪。随着它们远离中心恒星,弧状结构变得更小、更弥散、更破碎。曲率半径缩小了100倍,这让天文学家得以计算解体时间尺度。

1万年:恒星融入星系所需时间

对弧状结构演化的分析显示,行星状星云物质在与星际介质接触后,可存续约1万年,随后完全融入其中。这一数据对恒星碎片在星系环境中被破坏和拖曳的时间尺度提供了直接且罕见的限制。

作者们表示:“螺旋星云是最接近、最明亮的行星状星云之一,因此是研究恒星晚期抛射如何与其环境耦合的基准。”

太阳的命运,已写在螺旋星云中

这一发现提供了宇宙循环的生动例证,该循环主导着星系中物质的演化。约46亿年前,地球和行星由更早死亡的恒星产生的元素形成。再过50亿年,太阳也将耗尽氢,外层膨胀,形成自己的行星状星云。

彼得·范·多库姆表示:“在遥远的未来,太阳将经历类似过程,其物质将进入同一循环。”构成生物体的所有元素将被归还给银河系,并在某一天在一个新的恒星系统中重生。

对这一宇宙循环过程的直接观测,为行星状星云动力学和恒星循环速率研究开辟了新方向,证实宇宙是死亡与重生的连续循环。

来源:Infobae