科学探索:宇宙“眼睛”之谜终于被解开了
2004年,天文学家发现了一种独特的天体——蓝环星云,当在紫外线中观察时,该天体如一只发光的眼睛,直视着地球。出乎意料,为了弄清楚是什么导致了蓝环星云形成,科学家们用了16年才解开了该谜团。
根据发表在《自然》杂志上的新研究,蓝环星云是两颗正在合并的恒星的残留。

中心的亮黄色点是尚存的恒星残留物(两颗星的合并);蓝圈是与恒星介质相互作用的碎片云。品红色轮廓是冲击波的前沿。明确地说,在星云中看到的蓝色和洋红色代表紫外光,而用肉眼实际上看不到它们。
碰撞的恒星一直被发现,所以这个发现可能看起来并不特别或令人兴奋。然而,所有这一切的特殊之处在于我们观测的时机,因为天文学家目睹了这种恒星合并发生在距今约5,000年之后(不包括光到达地球的时间)。通常,碰撞的恒星在粉碎后会立即看到。

“两颗恒星的合并是相当普遍的,但是随着它们的射出物在太空中膨胀和冷却,它们很快就会被许多尘埃所遮盖,这意味着我们看不到实际发生了什么,”主要作者凯瑞·霍德利(Keri Hoadley)解释说(凯瑞·霍德利(Keri Hoadley)是这项新研究的代表和加州理工学院的一名物理学家),“我们认为这个物体代表了这些瞬态事件的后期,当尘埃最终清除并且我们有一个很好的视野时。”
她补充说:“但是我们也赶上了这个过程,因为它太过遥远了。久而久之,星云就会溶解到星际介质中,我们根本无法分辨出发生了什么。”

因此,蓝环星云不是我们以前见过的东西,它提供了一些新科学。例如,膨胀的蓝色环实际上是一对。从地球的角度来看,我们并不能真正看到它,但实际上这个星云的形状像两个漏斗,它们的点相互连接,合并的恒星位于中心。这些环以相反的方向彼此远离,速度达到每秒每秒400公里。该小组称此功能为“双曲线对称外流”,它为致命战斗中发生的事情提供了一些重要线索。
从侧面查看星云时显示的图
卡内基科学研究所的合著者和天体物理学家马克·塞伯特在周二的新闻发布会上说,“我们了解到的一切都很有趣,而这颗合并的恒星是其中一种。”的确,这个恒星物体有点像是个奇异球,因为它被圆盘围绕着——圆盘中的物质直接注入恒星中。
这个故事始于2004年,当时塞伯特(Seibert)参加了美国宇航局(NASA)的星系演化任务探测器(GALEX),是最早凝视蓝环星云的卫星之一。
加州理工学院的帕尔马尔天文台和夏威夷W. M.凯克天文台的黑尔望远镜收集的数据显示,恒星周围存在冲击波,这暗示着恒星周围存在某种暴力和戏剧性的现象。早期的假设是,一颗炽热的类似木星的行星被困在恒星周围的死亡螺旋中,我们正在目睹它以星云的形式被破坏。但研究人员不确定,“整个研究过程中仍然存在歧义”。
科学家还研究了名为TYC 2597-735-1的中央恒星的状态,发现该恒星已经很老,不再在其核心燃烧氢。该天体的许多其他方面与他们对恒星的期望不符。马丁称其为“夏洛克·福尔摩斯之谜”,“因此不可能提出一种方案来解释所有这些观察结果,”因此“经过几年的研究,我们继续做其他事情,该项目便奠定了基础,但该项目一直处于休眠状态”。
2017年,霍德利(Hoadley)以博士后身份加入马丁(Martin)的团队,情况发生了变化,她似乎很想带头领导这个休眠项目。
她在虚拟新闻发布会上说:“我在工作的第二天就听说过该项目,并立即接受该项目的研究工作。”该团队收集了很多数据,但她的挑战是“弄清楚如何将所有碎片放在一起”,尤其是要确定星云最初是如何发光的。
但是,随着工作的进行,团队开始意识到他们并没有与行星打交道,并且可能的情况涉及恒星碰撞。例如,恒星所喷射出的物质质量对于行星而言实在太大了。此外,得克萨斯州Hobby-Eberly望远镜上的“可居住地带行星搜索器”收集到的数据没有发现该系统内有行星的证据。
当研究小组查看了NASA的Spitzer太空望远镜、宽视场红外探测探测器(Wide-field Survey Explorer)以及其他红外天文台收集的档案数据时,事情变得很奇怪。这些数据表明恒星周围存在吸积盘。通常,这些尘埃环可以在年轻恒星周围看到,但是TYC 2597-735-1实际上已经很古老了。
为了帮助理解所有这些数据,研究小组从哥伦比亚大学聘请了天体物理学家布赖恩·梅茨格(Brian Metzger),他是宇宙合并专家。令人兴奋的是,梅茨格(Metzger)的数学和计算模型与蓝环星云(Blue Ring Nebula)的观测结果吻合得很好。
这就是新论文中揭示的蓝环星云的故事。
几千年前,一颗小恒星绕着一颗质量与我们的太阳大致相同的恒星运行。但是,随着较大的恒星变老,它变得越来越臃肿,膨胀到非常接近较小的同伴。较小的恒星(大约是太阳大小的十分之一)陷入向下的螺旋状,产生了气态盘。大恒星最终包含了较小的恒星,产生了一个不断扩大的碎片云,被气态盘切成两半。这次合并产生了我们今天看到的两个锥形碎片云。
在随后的数千年中,不断膨胀的碎片云冷却,形成了与恒星介质相互作用的氢分子。今天,我们将这些碰撞视为明亮的紫外线发射。霍德利对记者说:“云现在正溶解在星际介质中,并且,由于所有令人兴奋的粒子都存在,我们正好探测到它。”
霍德利预计,“蓝环星云”将继续存在一千年至几万年,此后该特征将完全消失。从宇宙学的角度来看,这真是令人眼前一亮,并且是进行一些有趣的科学的绝好机会。
2004年,天文学家发现了一种独特的天体——蓝环星云,当在紫外线中观察时,该天体如一只发光的眼睛,直视着地球。出乎意料,为了弄清楚是什么导致了蓝环星云形成,科学家们用了16年才解开了该谜团。
根据发表在《自然》杂志上的新研究,蓝环星云是两颗正在合并的恒星的残留。

中心的亮黄色点是尚存的恒星残留物(两颗星的合并);蓝圈是与恒星介质相互作用的碎片云。品红色轮廓是冲击波的前沿。明确地说,在星云中看到的蓝色和洋红色代表紫外光,而用肉眼实际上看不到它们。
碰撞的恒星一直被发现,所以这个发现可能看起来并不特别或令人兴奋。然而,所有这一切的特殊之处在于我们观测的时机,因为天文学家目睹了这种恒星合并发生在距今约5,000年之后(不包括光到达地球的时间)。通常,碰撞的恒星在粉碎后会立即看到。

“两颗恒星的合并是相当普遍的,但是随着它们的射出物在太空中膨胀和冷却,它们很快就会被许多尘埃所遮盖,这意味着我们看不到实际发生了什么,”主要作者凯瑞·霍德利(Keri Hoadley)解释说(凯瑞·霍德利(Keri Hoadley)是这项新研究的代表和加州理工学院的一名物理学家),“我们认为这个物体代表了这些瞬态事件的后期,当尘埃最终清除并且我们有一个很好的视野时。”
她补充说:“但是我们也赶上了这个过程,因为它太过遥远了。久而久之,星云就会溶解到星际介质中,我们根本无法分辨出发生了什么。”

因此,蓝环星云不是我们以前见过的东西,它提供了一些新科学。例如,膨胀的蓝色环实际上是一对。从地球的角度来看,我们并不能真正看到它,但实际上这个星云的形状像两个漏斗,它们的点相互连接,合并的恒星位于中心。这些环以相反的方向彼此远离,速度达到每秒每秒400公里。该小组称此功能为“双曲线对称外流”,它为致命战斗中发生的事情提供了一些重要线索。
从侧面查看星云时显示的图
卡内基科学研究所的合著者和天体物理学家马克·塞伯特在周二的新闻发布会上说,“我们了解到的一切都很有趣,而这颗合并的恒星是其中一种。”的确,这个恒星物体有点像是个奇异球,因为它被圆盘围绕着——圆盘中的物质直接注入恒星中。
这个故事始于2004年,当时塞伯特(Seibert)参加了美国宇航局(NASA)的星系演化任务探测器(GALEX),是最早凝视蓝环星云的卫星之一。
加州理工学院的帕尔马尔天文台和夏威夷W. M.凯克天文台的黑尔望远镜收集的数据显示,恒星周围存在冲击波,这暗示着恒星周围存在某种暴力和戏剧性的现象。早期的假设是,一颗炽热的类似木星的行星被困在恒星周围的死亡螺旋中,我们正在目睹它以星云的形式被破坏。但研究人员不确定,“整个研究过程中仍然存在歧义”。
科学家还研究了名为TYC 2597-735-1的中央恒星的状态,发现该恒星已经很老,不再在其核心燃烧氢。该天体的许多其他方面与他们对恒星的期望不符。马丁称其为“夏洛克·福尔摩斯之谜”,“因此不可能提出一种方案来解释所有这些观察结果,”因此“经过几年的研究,我们继续做其他事情,该项目便奠定了基础,但该项目一直处于休眠状态”。
2017年,霍德利(Hoadley)以博士后身份加入马丁(Martin)的团队,情况发生了变化,她似乎很想带头领导这个休眠项目。
她在虚拟新闻发布会上说:“我在工作的第二天就听说过该项目,并立即接受该项目的研究工作。”该团队收集了很多数据,但她的挑战是“弄清楚如何将所有碎片放在一起”,尤其是要确定星云最初是如何发光的。
但是,随着工作的进行,团队开始意识到他们并没有与行星打交道,并且可能的情况涉及恒星碰撞。例如,恒星所喷射出的物质质量对于行星而言实在太大了。此外,得克萨斯州Hobby-Eberly望远镜上的“可居住地带行星搜索器”收集到的数据没有发现该系统内有行星的证据。
当研究小组查看了NASA的Spitzer太空望远镜、宽视场红外探测探测器(Wide-field Survey Explorer)以及其他红外天文台收集的档案数据时,事情变得很奇怪。这些数据表明恒星周围存在吸积盘。通常,这些尘埃环可以在年轻恒星周围看到,但是TYC 2597-735-1实际上已经很古老了。
为了帮助理解所有这些数据,研究小组从哥伦比亚大学聘请了天体物理学家布赖恩·梅茨格(Brian Metzger),他是宇宙合并专家。令人兴奋的是,梅茨格(Metzger)的数学和计算模型与蓝环星云(Blue Ring Nebula)的观测结果吻合得很好。
这就是新论文中揭示的蓝环星云的故事。
几千年前,一颗小恒星绕着一颗质量与我们的太阳大致相同的恒星运行。但是,随着较大的恒星变老,它变得越来越臃肿,膨胀到非常接近较小的同伴。较小的恒星(大约是太阳大小的十分之一)陷入向下的螺旋状,产生了气态盘。大恒星最终包含了较小的恒星,产生了一个不断扩大的碎片云,被气态盘切成两半。这次合并产生了我们今天看到的两个锥形碎片云。
在随后的数千年中,不断膨胀的碎片云冷却,形成了与恒星介质相互作用的氢分子。今天,我们将这些碰撞视为明亮的紫外线发射。霍德利对记者说:“云现在正溶解在星际介质中,并且,由于所有令人兴奋的粒子都存在,我们正好探测到它。”
霍德利预计,“蓝环星云”将继续存在一千年至几万年,此后该特征将完全消失。从宇宙学的角度来看,这真是令人眼前一亮,并且是进行一些有趣的科学的绝好机会。
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