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簡介:科學家發現垂死恆星周圍螺旋狀的星雲是由它的行星或伴星牽引形成,而非太陽風。

當一顆恆星走到生命的盡頭時,它的外層氣體會逐漸散逸。如果它有幸沒有在超新星中爆炸的話,便會形成一個發光的外殼,其中的電離氣體會瀰漫到太空中去。

像這樣的外殼被稱為行星狀星雲,它們構成了我們所看到的宇宙中那些色彩最豐富、最迷人的景象。行星狀星雲雖然美麗,但也是由來已久的天文之謎。直到最近,科學家們才知道它們奇怪形狀背後的原因。

天文學家在廣泛觀測了形成於老化恆星周圍的恆星風之後,解開了這個精妙的謎題。

發表在《科學》(Science)雜誌上的一項研究詳細闡述了他們的發現,該研究讓科學家們對太陽的形狀有了一個獨特的看法。

太陽將在大約50億年後燃燒殆盡,成為一顆紅巨星,或者是一顆質量較小的明亮恆星,迎接生命的盡頭。

這顆垂死的恆星最終將在其周圍形成一個行星狀星雲。當輻射導致不斷膨脹的噴射層物質發光時,恆星會不斷升溫,其形成的星雲也形態各異。

“最終會變成一顆紅巨星的太陽像檯球一樣圓,所以我們想知道,像這樣的一顆恆星是如何產生那些不同形狀的星雲的。”魯文大學天文研究所的研究員琳恩·迪森說。

利用智利的ALMA(阿塔卡瑪大型毫米波天線陣)天文臺,迪森和她的團隊檢測了攜帶著衰老恆星噴射出的粒子的恆星風,並收集了迄今為止最詳細的恆星風觀測資料。為了能夠進行直接比較,每一個觀測資料都使用了完全相同的方法來收集。

該團隊曾假設這些恆星風的形狀都是球形的。然而,研究結果與他們的預測並不相符,一些恆星風呈圓盤狀,而另一些則呈螺旋狀或錐狀。

“我們注意到這些恆星風不是對稱的,也不是圓形的。”迪森說,“它們中的一些在形狀上與行星狀星雲非常相似。”

恆星風是如何形成這些奇怪形狀的?研究表明,恆星風是由其他低質量恆星或重行星形成的,而這些行星碰巧位於即將消亡的恆星附近。

迪森解釋說:“我們所有的觀察結果都可以用恆星有伴星這一事實來解釋。就像用勺子攪拌一杯加了牛奶的咖啡會產生螺旋狀的圖案一樣,當伴星圍繞恆星旋轉時,物質被恆星吸引,從而形成恆星風。”

隨著太陽年齡的增長,它的形狀將由它周圍的伴星來決定。

“木星和土星,它們的質量如此之大,將會影響到太陽最後一千年到底呈現螺旋形、蝴蝶形還是我們今天在行星狀星雲中看到的任何其他令人著迷的形狀。”迪森說。

摘要:

雙子星的相互作用主導著質量較大的恆星的演化,但它們對質量較小的恆星的作用尚且不太清楚。漸近巨星到非球形行星狀星雲的球狀風的演化可能是由於雙星間的相互作用而導致的。我們透過阿塔卡瑪大型毫米波天線陣來觀測漸近巨星,並發現它們的恆星風呈現獨特的非球形幾何形狀,與行星狀星雲的形態相似。

我們推斷形成漸近巨星風和行星狀星雲的物理原理是相同的;此外,恆星風的形貌與漸近巨星的質量損失率也存在相關性。這些特徵可以用二元互動作用來解釋,所以我們提出了一種與在漸近巨星和行星狀星雲中觀測到的現象一致的漸近巨星形態演化方案。

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