宇宙之谜:天文学家捕捉到正在喷发烟环的垂死恒星
“对于我们对恒星如何结束生命的理解来说 , 这是一个新的和迷人的涟漪 。 ”
文章图片
上图:恒星VHydrae的渲染图 , 简称VHya 。 根据加州大学洛杉矶分校的天文学家马克·莫里斯(MarkMorris)的说法 , 在它的垂死挣扎中 , 这颗恒星发出了一系列膨胀的环 , 科学家们计算出这些环每隔几百年就会形成一次 。
近日 , 天文学家以前所未有的细节捕捉到一颗红巨星经历最后的死亡阵痛 , 揭示了一个不寻常的特征 。 这颗被称为“VHydrae”(或简称VHya)的恒星喷射出了六个不同的物质环 。 这些神秘的“烟圈”形成的具体机制尚不清楚 。 尽管如此 , 这一观察可能会动摇当前恒星演化这一特殊后期阶段的模型 , 并进一步阐明我们太阳的命运 。
加州大学洛杉矶分校的天文学家、合著者马克·莫里斯表示:“VHydrae在其大气层脱落的过程中被捕获 , 最终它的大部分质量都在脱落 , 这是大多数后期红巨星都会做的事情 。 然而 , 这是第一次 , 也是唯一一次 , 人们在一颗正在垂死挣扎的恒星周围看到一系列不断膨胀的‘烟环’——我们计算出 , 这些不断膨胀的‘烟环’每几百年就会被吹灭一次 。 ”
红巨星是恒星演化的最后阶段之一 。 一旦恒星的核心停止通过核聚变将氢转化为氦 , 引力就会开始压缩恒星 , 提高其内部温度 。 这个过程点燃了围绕在惰性核周围的氢外壳 。 最终 , 核心的压缩和加热导致恒星显著膨胀 , 直径可达到6200万到6.2亿英里(1亿到10亿公里) 。 按照恒星的标准 , 它们的表面温度相对较低:仅为华氏4000-5800度(摄氏2200-3200度) , 所以这些恒星呈现出橘红色的外观 , 因此被称为红巨星 。
文章图片
上图:VHydrae是一颗富含碳的恒星 , 位于1300光年外的Hydra座 。
【宇宙之谜:天文学家捕捉到正在喷发烟环的垂死恒星】最终 , 红巨星核心中的氦将耗尽 , 核心将再次收缩 。 然后这颗恒星变成了一颗渐近巨星分支(AGB)恒星(最后的红巨星阶段) 。 AGB恒星的内部结构包括一个碳和氧的中心核心、一个将氦转化为碳的壳 , 以及另一个将氢转化为氦的壳 。 这些恒星通常每100到1000天会产生亮度增加的剧烈脉冲 。 此外 , 强烈的地表风会导致在恒星周围形成称为环绕星壳的气态云 。
这些强烈的恒星风最终会驱逐大气层和恒星外壳 , 恒星将成为行星状星云中的一颗白矮星 。 AGB恒星失去质量的速度越快 , 它就越接近最终的过渡 。 我们的太阳最终将在大约50亿年后变成一颗红巨星 , 最终发展为AGB , 然后最终演变为中心有一颗白矮星的行星状星云 。
这是天文学家多年来理解的过程 。 然而 , VHya的不寻常特征让他们重新思考问题 。 VHya位于Hydra星座1300光年外 , 是一颗富含碳的恒星 , 这意味着它的大气中的碳含量比氧气多 。 它的质量损失率很高 , 因此天文学家推测它可能正在脱落大气层 , 成为行星状星云 。
文章图片
上图:渲染图展示了富碳恒星VHya的最后一幕 。
这颗AGB恒星也很有趣 , 因为每8年左右就会发生一次大的等离子喷发 , 并且大约每17年会发生一次亮度的急剧下降 。 这些事件表明存在一颗几乎看不见的伴星 。 (亮度下降可能是由于与第二颗恒星相关的云从VHya前面经过 。 )
这项最新研究将哈勃太空望远镜的数据与使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测相结合 , 结合了红外、光学和紫外数据 , 在多个波长上捕捉VHya的垂死挣扎 。 这颗恒星距离很远 , 周围环绕着浓密的尘埃 , 但ALMA的高分辨率能力非常详细地揭示了它的环和流出物 。
同时 , 时机也很巧合 。 美国宇航局喷气推进实验室的天文学家、合著者拉格文德拉萨海说:“VHya正处于垂死恒星在生命终结时经历的短暂但关键的过渡阶段 。 这是它们失去大部分质量的阶段 。 这个阶段很可能不会持续很长时间 , 因此很难在行动中抓住它们 。 我们很幸运 , VHya也非常合作 , 能够对这颗恒星内部和周围发生的所有不同活动进行成像 , 以更好地了解垂死的恒星在生命结束时是如何失去质量的 。 ”
天文学家拉格文德拉萨海和他的合作者们发现 , 这颗恒星正在通过吹出一系列的烟圈来摆脱它的大气层 , 这些烟圈在过去2100年左右的时间里向外扩张 , 在VHya周围形成了一个尘埃盘状区域 。 该团队将这种结构命名为“DUDE”(正在动态扩展的盘) 。
- 宇宙究竟是什么样的“存在”?现代科学家:宇宙不需要“造物主”
- 蔚来ET5:“汽车+元宇宙”只是开始,自动驾驶才是归宿?
- 世嘉派拉蒙联手打造“刺猬索尼克电影宇宙”
- 金星的环境有多严酷?天文学家:唯一的探测器,只工作了两个小时
- 新研究:大爆炸前存在一个时间倒流镜像宇宙
- 世界15大未解之谜! 不解之迷
- 数学故事:阿基米德“死光”之谜
- 数学概率论悖论:鹦鹉之谜
- 胡夫金字塔,揭秘胡夫金字塔未解之谜
- 几何学悖论:未知的宇宙