一支國際天文學(xué)家團隊,已經(jīng)找到了行星狀星云 Menzel 3(又稱螞蟻星云)的核心位置發(fā)射出的一種罕見激光現(xiàn)象的原因。其指出,在這個混沌的宇宙結(jié)構(gòu)的核心,隱藏著一顆尚未被發(fā)現(xiàn)的伴星。Melzel 3 在距離地球大約 8000 光年的諾瑪座方向,其于 1920 年被唐納德·門澤爾(Do
nald Menzel)發(fā)現(xiàn),外形與某種花園螞蟻的頭胸部很像。
哈勃望遠鏡拍下的螞蟻星云照片
這個引人注目的家伙,屬于一個被稱為行星狀星云的彌散體的特定家族成員。盡管名字有些拗口,但這些漂亮結(jié)構(gòu)的形成與行星沒有任何關(guān)系。相反,它的根本來源是等同于我們太陽的中量級恒星的消亡。
這樣的恒星耗盡了大部分的氫儲備,引力使得恒星坍塌收縮。這個過程壓縮了恒星中的剩余物質(zhì),導(dǎo)致其升溫、并將余下的氫融合到一起,反之膨脹為一顆巨大的紅巨星。
此時恒星開始氦核反應(yīng)(類似氫聚變)并生成碳,燃燒 10 億年左右,紅巨星會耗盡氦儲備,然后核心開始收縮,釋放出一股將上述恒星物質(zhì)吹走的能量。
這片殘骸將繼續(xù)形成一個行星狀星云,正如 Menzel 3 那樣。與此同時,內(nèi)核仍是這片宇宙云的中心(作為一顆白矮星)。
歐洲宇航局描繪的恒星體演化路徑
作為赫歇爾行星狀星云調(diào)查(HerPlaNS)任務(wù)的一部分,歐洲宇航局近日通過該太空望遠鏡觀察了螞蟻星云,旨在探索這些星云的遠紅外特征。
赫歇爾望遠鏡強大的紅外能力,揭示 Menzel 3 號的核心區(qū)域的一種罕見激光發(fā)射現(xiàn)象,即氫復(fù)合線激光發(fā)射。
迄今為止,只有少量的紅外激光發(fā)射被發(fā)現(xiàn),此前人們認為它們只能在特定的情況下才顯現(xiàn)。構(gòu)成行星狀星云的電離氣體的混沌云,導(dǎo)致天文學(xué)家無法直接凝視它的核心。
然從結(jié)構(gòu)中心位置發(fā)射出來的激光,讓這項新研究的科學(xué)家們能夠更好地了解其內(nèi)部情況。要產(chǎn)生這種現(xiàn)象,其云密度必須相當(dāng)之高,大約是構(gòu)成“螞蟻”可見頭胸部氣體(環(huán)繞恒星 15 億公里范圍內(nèi)運行)的 10000 倍。
潔凈室里的赫歇爾望遠鏡
當(dāng)恒星從紅巨星轉(zhuǎn)變成白矮星時,這將是很不尋常的,因為該區(qū)域的恒星物質(zhì)會被有效地清除,任何殘留的氣體都應(yīng)該被吸入并吞噬。研究合著者、曼徹斯特大學(xué)物理與天文學(xué)院教授 Albert Zijlstra 表示:
保持氣體靠近恒星的唯一方法,就是它圍繞著一個圓盤旋轉(zhuǎn)。本例中,我們在近邊緣位置觀察到了一個密集的圓盤,而這個方向有助于放大激光信號。
圓盤表明該白矮星有一個雙星系統(tǒng),因其很難讓噴射氣體進入軌道,除非伴星把它朝著正確的方向偏轉(zhuǎn)。
有關(guān)這項研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《皇家天文學(xué)會月報》上,原標(biāo)題為:
《Herschel Planetary Nebula Survey (HerPlaNS): Hydrogen Recombination Laser Lines in Mz 3》