看熱訊：天文學(xué)家在貓眼星云中發(fā)現(xiàn)近乎完美對(duì)稱的環(huán)狀物

(資料圖)

這項(xiàng)由Ryan Clairmont領(lǐng)導(dǎo)的研究最近發(fā)表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。

當(dāng)一顆垂死的恒星噴射出它的外層氣體時(shí)，行星狀星云就形成了并形成了行星狀星云所特有的五顏六色的殼狀結(jié)構(gòu)。NGC 6543即貓眼星云，是已知最復(fù)雜的行星狀星云之一。它距離地球只有3000多光年，可以在天龍座看到。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也看到了貓眼星云的巨大細(xì)節(jié)，其展示了由結(jié)點(diǎn)、球狀外殼和弧狀細(xì)絲組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

這個(gè)星云的神秘結(jié)構(gòu)令天體物理學(xué)家感到困惑，因?yàn)樗鼰o法用以前接受的行星星云形成理論來解釋。最近的研究表明，雖然在像NGC 6543這樣復(fù)雜的行星狀星云中前行噴流是潛在的塑造機(jī)制，但缺乏一個(gè)詳細(xì)的模型。

Clairmont--一個(gè)天文愛好者--決定嘗試建立貓眼的詳細(xì)三維結(jié)構(gòu)，從而找出更多關(guān)于賦予它復(fù)雜形狀的潛在機(jī)制。為此，他向墨西哥國立自治大學(xué)的Wolfgang Steffen博士和卡爾加里大學(xué)的Nico Koning尋求幫助。據(jù)悉，他們一起開發(fā)了尤其適合行星星云三維天體物理建模軟件的SHAPE。

研究人員通過利用來自墨西哥圣佩德羅-馬蒂爾國家天文臺(tái)的光譜數(shù)據(jù)重建了星云的三維結(jié)構(gòu)。這些提供了關(guān)于星云中物質(zhì)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的詳細(xì)信息。通過結(jié)合這些數(shù)據(jù)和來自哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的圖像，Clairmont構(gòu)建了一個(gè)新穎的三維模型并確定了高密度氣體的環(huán)被包裹在貓眼的外殼上。令人驚訝的是，這些環(huán)幾乎完美地相互對(duì)稱，這表明它們是由噴流形成--從星云中心恒星向相反方向噴射的高密度氣體流。

噴流表現(xiàn)出了前傾，這類似于旋轉(zhuǎn)的陀螺的搖擺運(yùn)動(dòng)。隨著噴流的擺動(dòng)或者說是前移，它勾勒出一個(gè)圓圈并形成了圍繞貓眼的環(huán)。然而，數(shù)據(jù)顯示，這些環(huán)只是部分的，這意味著預(yù)處理的噴流從未完成360度的完整旋轉(zhuǎn)，噴流的出現(xiàn)只是一個(gè)短暫的現(xiàn)象。噴流的持續(xù)時(shí)間對(duì)于行星狀星云的理論是一個(gè)重要的信息。由于只有雙星才能為行星狀星云中的預(yù)流噴射提供動(dòng)力，研究小組的發(fā)現(xiàn)有力地證明了貓眼中心存在這種類型的系統(tǒng)。

由于噴流的角度和方向隨時(shí)間變化，它很可能形成了在貓眼中看到的所有特征--包括噴流和結(jié)點(diǎn)。通過利用這個(gè)三維模型，研究人員能夠根據(jù)星環(huán)的方向計(jì)算出前行噴流的傾斜和開口角度。

這項(xiàng)研究的論文第一作者--現(xiàn)為斯坦福大學(xué)的一名準(zhǔn)大學(xué)生Ryan Clairmont說道：“當(dāng)我第一次看到貓眼星云時(shí)，它是令人吃驚的。它有一個(gè)美麗的、完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。我更驚訝的是，它的三維結(jié)構(gòu)還沒有被完全理解。”

他繼續(xù)說道：“能夠做我自己的天體物理研究并在該領(lǐng)域產(chǎn)生實(shí)際影響，這是非常有益的。由于行星狀星云中的噴流是相對(duì)罕見的，因此了解它們?nèi)绾斡兄谒茉煜褙堁圻@樣更復(fù)雜的系統(tǒng)非常重要。最終，了解它們是如何形成的就能深入了解我們太陽的最終命運(yùn)，而太陽本身有一天也會(huì)成為一個(gè)行星狀的星云。”