科学家在一项新研究中宣布，濒死恒星的星云有一种“由内而外”的外观，这可能是我们的太阳的最终命运。四年前，来自西班牙格拉纳达安达卢西亚天体物理研究所的天文学家Martin Guerrero发现了一件令人费解的事情：一颗恒星爆炸的壳状残骸（被称为行星状星云）看起来像是由内而外的，在一次罕见宇宙事件中似乎是新生的。Guerrero说：我在西班牙美丽的拉帕尔马岛(La Palma)一个望远镜前，反复拍摄行星状星云。
行星状星云HuBi1的彩色合成图像显示了一个低激发的内壳层和一个高激发的外壳层，有效地看起来是由内而外的。图片：Nature Astronomy (2018)/M. Guerrero et al.
博科园-科学科普：当格雷罗第一次看到行星状星云HuBi1时，一切似乎都很正常。在高电离滤光器中制作了这幅图像；看到了一些形状，没有什么令人印象深刻的东西。但后来事情变得出人意料。在低电离阶段图像是完全疯狂的，所以我的第一个想法是我很困，用错了滤镜！华盛顿大学(University of Washington)天文学家布鲁斯·巴里克(Bruce Balick)说：在所有行星状星云中都会发生电离作用；这是一种现象，能量中心恒星的辐射会将尘埃和气体中的原子中的电子剥离。在几乎所有情况下，离强光源更近的原子，其电子被剥离的数量，可能比离光源更远的原子还要多。
行星状星云有圆形的壳状形状，一个例子是ngc6818，也被称为小宝石星云，在这张图片中可以看到。图片：ESA/Hubble & NASA
但是HuBi1在外壳形状的外边缘表现出不同寻常的高电离，而在中心附近表现出低电离。在更多科学家加入到其他的实验中，比如恒星进化模型，Guerrero和他的团队将HuBi1拼图的碎片拼在一起。为了解释，格雷罗用了一种水果。想象一下，行星状星云的恒星中心就像一个苹果。所以大部分的苹果都是果肉，果皮很薄。想象一下，恒星，这个苹果，主要是碳和氧。
这种内部材料永远不会达到碳和氧开始融合的压力和温度……所以非常稳定。然后，格雷罗讨论了这个天文苹果的表皮。皮是氢和氦，在80%到90%的情况下，什么都不会发生：在这个阶段，恒星通过燃烧恒星表面的氢获得能量变成氦。但是在大约10%或15%的情况下，这个氦层会达到临界质量。
环状星云，图片：AURA/STScI/NASA
在这个临界质量下，氦会开始燃烧，它会通过融合三四个氦原子来产生碳和氧原子。有趣的是，因为这发生在恒星的表面，这是一个非常爆炸性的事件。所以一旦氦开始产生碳，温度和压强就会增加这些张力就会爆炸到太空中去。这是一波碳物质，现在被喷射到太空中，这是一种冲击——加热星云外缘的原子，赋予它重生的外观，重新组合新的原子。在Guerrero的例子中，苹果的中间部分没有意识到苹果皮正在裂开。研究小组提出，事实上，中心恒星正在迅速衰落：在46年的时间里，光学亮度持续下降了10级，Balick称之为“神奇”！研究人员确定，这颗恒星曾经有大约1.1倍的太阳质量，并推断HuBi1可能是50亿年后太阳死亡的一个例子，这项新研究发表在8月6日《自然天文学》上。
HuBi1中心恒星IRAS 17514的长期分光光度演化，这张图是从1996年7月到2017年5月的观测数据中得出的，显示了这颗恒星的亮度正在迅速下降。图片：Nature Astronomy (2018)/M. Guerrero et al.
博科园-科学科普｜文：Doris Elin Salazar/Space｜参考期刊文献 :《Nature Astronomy》
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发表于 2018-8-26 15:25
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