天文学家发现了行星状星云是如何形成迷人形状的？

简介：科学家发现垂死恒星周围螺旋状的星云是由它的行星或伴星牵引形成，而非太阳风。

当一颗恒星走到生命的尽头时，它的外层气体会逐渐散逸。如果它有幸没有在超新星中爆炸的话，便会形成一个发光的外壳，其中的电离气体会弥漫到太空中去。

像这样的外壳被称为行星状星云，它们构成了我们所看到的宇宙中那些色彩最丰富、最迷人的景象。行星状星云虽然美丽，但也是由来已久的天文之谜。直到最近，科学家们才知道它们奇怪形状背后的原因。

天文学家在广泛观测了形成于老化恒星周围的恒星风之后，解开了这个精妙的谜题。

发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究详细阐述了他们的发现，该研究让科学家们对太阳的形状有了一个独特的看法。

科学家们拍摄了恒星周围形态各异的恒星风，包括盘状、锥状和螺旋状。蓝色表示向我们移动的物质，红色代表远离我们的物质。图源：L. Decin, ESO/ALMA

太阳将在大约50亿年后燃烧殆尽，成为一颗红巨星，或者是一颗质量较小的明亮恒星，迎接生命的尽头。

这颗垂死的恒星最终将在其周围形成一个行星状星云。当辐射导致不断膨胀的喷射层物质发光时，恒星会不断升温，其形成的星云也形态各异。

“最终会变成一颗红巨星的太阳像台球一样圆，所以我们想知道，像这样的一颗恒星是如何产生那些不同形状的星云的。”鲁文大学天文研究所的研究员琳恩·迪森说。

利用智利的ALMA（阿塔卡玛大型毫米波天线阵）天文台，迪森和她的团队检测了携带着衰老恒星喷射出的粒子的恒星风，并收集了迄今为止最详细的恒星风观测数据。为了能够进行直接比较，每一个观测数据都使用了完全相同的方法来收集。

该团队曾假设这些恒星风的形状都是球形的。然而，研究结果与他们的预测并不相符，一些恒星风呈圆盘状，而另一些则呈螺旋状或锥状。

“我们注意到这些恒星风不是对称的，也不是圆形的。”迪森说，“它们中的一些在形状上与行星状星云非常相似。”

恒星风是如何形成这些奇怪形状的？研究表明，恒星风是由其他低质量恒星或重行星形成的，而这些行星碰巧位于即将消亡的恒星附近。

迪森解释说：“我们所有的观察结果都可以用恒星有伴星这一事实来解释。就像用勺子搅拌一杯加了牛奶的咖啡会产生螺旋状的图案一样，当伴星围绕恒星旋转时，物质被恒星吸引，从而形成恒星风。”

随着太阳年龄的增长，它的形状将由它周围的伴星来决定。

“木星和土星，它们的质量如此之大，将会影响到太阳最后一千年到底呈现螺旋形、蝴蝶形还是我们今天在行星状星云中看到的任何其他令人着迷的形状。”迪森说。

摘要：

双子星的相互作用主导着质量较大的恒星的演化，但它们对质量较小的恒星的作用尚且不太清楚。渐近巨星到非球形行星状星云的球状风的演化可能是由于双星间的相互作用而导致的。我们通过阿塔卡玛大型毫米波天线阵来观测渐近巨星，并发现它们的恒星风呈现独特的非球形几何形状，与行星状星云的形态相似。

我们推断形成渐近巨星风和行星状星云的物理原理是相同的；此外，恒星风的形貌与渐近巨星的质量损失率也存在相关性。这些特征可以用二元交互作用来解释，所以我们提出了一种与在渐近巨星和行星状星云中观测到的现象一致的渐近巨星形态演化方案。

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选文：天文志愿文章组-曜

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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：网址：https://www.inverse.com/science/planetary-nebulae-discovery

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