恒星的壮美落幕:水晶球星云的诞生之谜
位于夏威夷莫纳克亚山顶的8。1米口径北双子座望远镜拍摄到了水晶球星云的这张图像。它距离地球约1500光年,早已被发现。它是一个双壳层星云,一对双星位于精致的气体壳层内部。图像来源:国际双子座天文台NOIRLabNSFAURA图像处理:J米勒与M罗德里格斯(国际双子座天文台NSFNOIRLab)、TA雷克托(阿拉斯加安克雷奇大学NSFNOIRLab)、D德马丁与M扎马尼(NSFNOIRLab)
✨ 水晶球星云:恒星的“讣告”
像水晶球星云(NGC1514)这样的行星状星云有点像恒星的讣告。虽然水晶球据说能揭示未来,但水晶球星云告诉我们更多关于过去的事情。它向我们展示了一对双星是如何走向终结的。由于NGC1514距离我们1500光年,我们看到的是它1500年前的样子。
行星状星云与行星毫无关系。它们在早期望远镜中看起来像行星,而发现水晶球星云的天文学家威廉赫歇尔是创造这个术语的人。
行星状星云纯粹是恒星形成的。它们形成于低质量或中等质量恒星在核聚变生命接近尾声时,将其外层气体外壳排出。被排出的气体会形成一个大致呈球形的外壳。但随着时间推移,这个球体因湍流和气体的不均匀排放而发生改变。水晶球星云就是如此。它呈块状且多瓣,伴有气体和尘埃的细丝与空洞。
这张NGC1514的放大图像展示了星云内部的一些气体结构。图像中的亮星是一颗前景星,不属于该星云。相反,中心位置有一颗被遮挡的双星。图像来源:J米勒与M罗德里格斯(国际双子座天文台NSFNOIRLab)、TA雷克托(阿拉斯加安克雷奇大学NSFNOIRLab)、D德马丁与M扎马尼(NSFNOIRLab)
北双子座望远镜拍摄了水晶球星云的一张华丽照片,不过包括詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)在内的其他望远镜也拍摄过该星云。由于詹姆斯韦伯太空望远镜是红外望远镜,它揭示了北双子座望远镜无法看到的星云特征。
JWST显示星云周围环绕着一对环。这些环可能来自中央双星早期的一次质量损失事件。随后,双星对的不对称高速风塑造了这些环。相关研究认为这些环可能是尘埃而非气体。
JWST对NGC1514的红外图像显示了一对在光学图像中看不到的环。图像来源:NASA、ESA、CSA、STScI、迈克尔雷斯勒(NASAJPL)、戴夫琼斯(IAC)——行星状星云NGC1514(MIRI图像),公有领域,commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=163580365
亚光O型星:恒星的“末路”
中心双星系统中的一颗恒星有点与众不同。它被称为热亚光O型星。它们属于O型星,是最热的恒星类型。但它们也是亚光的,意味着对于如此热的恒星来说,它们显得暗淡。这是因为它们体积非常小,占据的空间大约相当于地球绕太阳运行的轨道大小。相比之下,普通的O型星是大质量的超巨星。
亚光O型星本质上是由氦组成的暴露的恒星核心。它们通常会将大部分质量损失给更重的双星伴星,这里的情况就是如此。NGC1514中的亚光O型星已经损失了大部分质量,正处于氦聚变的末期,并且正在冷却,逐渐成为一颗白矮星。
虽然这颗次光度星在过去生成了星云的大部分,但它的伴星在NGC1514中承担了大部分工作。它是一颗A0III型巨星,已经耗尽了核心的大部分氢,并且离开了主序星阶段。它的能量正在照亮星云。
NGC1514的不对称性是由这对双星造成的。它们每九年相互绕转一次,这是目前已知的行星状星云中双星对的最长轨道周期。在它们相互绕转的过程中,其强大的星风正在塑造这个绚丽的星云,并形成了双子座北望远镜拍摄的图像中所显示的壳层、卷须和团块。
行星状星云存在的时间不长,通常在大约10000到25000年之间。这在天文学中不算很长。最终,这些气体会消散,与星际介质融为一体,就像孩子把蒲公英的绒毛吹向风中一样。
相关知识
水晶球星云(NGC6543)是位于天鹅座的行星状星云,因外形酷似水晶球得名。它由中心衰老的白矮星抛射外层物质形成,结构复杂,包含多层气体与尘埃壳层,色彩绚丽,展现恒星演化末期的壮观景象,是天文学家研究恒星死亡过程的重要样本。
BY: Evan Gough
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自: https://www.universetoday.com/articles/a-beautiful-death-how-a-dying-star-created-the-crystal-ball-nebula
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