揭秘垂死恒星如何产生形状各异的绚丽星云(图)

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-02-21 10:17:04 | 作者: | 来源: | 浏览:1911次 ]

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2008年3月21日新浪科技:据美国宇航局太空网报道,天文学家发现,专业术语“行星 状星 云”是用词不当,然而,事实上这些壮观的 气体和尘埃云团与行星 确实有一些联系 。300年前,当天文学家发现这些天体时,他们无法说出这到底是些什么东西,因此他们根据利用早期相对粗糙的 望远镜观测到的 这些天体 和天王星 有相似之处,把它命名为“行星 状星 云”。但是到19世界中期,天文学家意识到这些天体实际上是垂死恒星 喷发出的 尘埃云团。

现在,罗彻斯特大学的 研究人员发现,低质量恒星 或者是围绕这些衰老的 恒星 运转的 巨大气体行星 ,是创造一些形状与众不同的 星 云的 关键因素。研究领导 者埃里克·布莱克曼说:“几乎没有研究人员探究过,质量非常低的 恒星 、褐矮星 ,乃至一颗又大又重的 行星 ,如何能产生形状万千的 星 云,甚至改变围绕 这些零龄主序后星 运转的 尘埃的 化学成分。如果伴星 能这么小,这项发现将非常重要,因为低质量恒星 和高质量行星 非常普遍,并且对我们解释为什么会在 这些零龄主序后星 周围看到很多模糊形状大有帮助。”该科研组的 研究论文发表在《天体物理学杂志通讯》和《皇家天文学会月刊》上,这项研究由美国宇 航局和国家科学基金会资助。

生命结束的 标志

对我们的 太阳等大部分中等大小的 恒星 来说,行星 状星 云是它们的 生命最后阶段。这个阶段仅持续几万年,这与该恒星 100亿年的 寿命相比,只是眨眼之间 。科研人员仅在银河系 内的 2000亿颗恒星 中,发现大约1500颗将进入行星 状星 云阶段的 恒星 。因此人们很难看到这些光彩夺目的 云团。当恒星 耗尽所有燃料 ,将要到达生命尽头时,这个阶段开始。它的 内核收缩,包层膨胀,最终它的 最外层被抛到数百万英里外的 太空中。包层在膨胀期间仍保持球形,形成耀眼 的 圆形天体的 概率是五分之一。但是大部分时候这个包层将被扭曲,形成奇形怪状的 尘埃云团。

螺旋波

布莱克曼和他的 科研组研究了低质量伴星 和超级木星 大小的 行星 ,在给行星 状星 云塑造形状过程中所扮演的 角色。这些研究人员对两种假设进行了研究:其 一是,什么时候伴星 处于一个大轨道内,并只与包层边缘产生相互作用;其二是,什么时候它处于缩紧的 轨道内,完全被包层吞噬掉。在宽阔的 轨道内,伴 星 或行星 的 重力开始牵引它周围的 包层物质——一般是气体和尘埃混合物。布莱克曼表示,在螺旋波(像马车轮子的 中央恒星 发出)中这些物质被压扁。气体 和尘埃继续压缩,直到螺旋波像海滩上的 波浪一样被驱散。

最后,由尘埃在恒星 的 中间截面形成的 炸面包圈形状的 环,或许阻止了很多不断膨胀的 包层,它像围绕在充气气球周围的 一条带子。随着时间推移,与被命 名为哑铃星 云 (Dumbbell Nebula)类似的 形状就会形成。这种行为还说明了天文学家在星 云形成之前观测到的 、围绕在零龄主序后星 周围的 结晶化尘埃的 奇 怪迹象。布莱克解释说:“螺旋波打破后,它们以热气流的 形式把内部集聚的 受压能量释放出来,这些能量足以让尘埃融化成液体小珠。”液体珠慢慢冷却 ,到达一定程度后它们内部的 分子就会排列成晶格。

轨道收缩

该科研组发现,当一颗伴星 的 轨道靠近主恒星 时,三个结果之一将会发生。第一种是,伴星 或行星 旋转着靠近包层的 速度非常快,以至于它最后将艰难地穿 过恒星 喷发出来的 物质,在恒星 周围的 轨道上变形成一个大圆盘或者花托。另外一个可能性是,伴星 旋转着靠近恒星 的 速度更缓慢,导致包层的 内部区域旋 转的 速度比外部区域更快。这种运动差异将拉伸并扩大恒星 的 磁场,稍后磁场将像一根巨大的 弹簧那样,跟喷气飞机一样把恒星 两极外侧的 包层物质喷射出 去。

布莱克曼表示,第三种假设认为,伴星 被恒星 喷射的 物质抛出。如果伴星 或行星 太小,在被主恒星 的 重力捕获之前无法将包层物质喷发出去,这种情况就会 发生。恒星 强大的 拉力,会让行星 随着轨道收缩被撕成碎片,最后进入围绕在恒星 周围的 狂暴的 碎片圆盘内。这些碎片会随着包层物质的 喷射而被喷发出去 。现在该科研组打算研究星 云内部不同化学元素的 混合和传输方式,以查看他们在行星 状星 云中发现的 化学迹象的 不同之处。(杨孝文)

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责任编辑:zhoumeichun

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