恒星的壯美落幕:水晶球星云的誕生之謎
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位于夏威夷莫納克亞山頂的8。1米口徑北雙子座望遠鏡拍攝到了水晶球星云的這張圖像。它距離地球約1500光年,早已被發現。它是一個雙殼層星云,一對雙星位于精致的氣體殼層內部。圖像來源:國際雙子座天文臺NOIRLabNSFAURA圖像處理:J米勒與M羅德里格斯(國際雙子座天文臺NSFNOIRLab)、TA雷克托(阿拉斯加安克雷奇大學NSFNOIRLab)、D德馬丁與M扎馬尼(NSFNOIRLab)
? 水晶球星云:恒星的“訃告”
像水晶球星云(NGC1514)這樣的行星狀星云有點像恒星的訃告。雖然水晶球據說能揭示未來,但水晶球星云告訴我們更多關于過去的事情。它向我們展示了一對雙星是如何走向終結的。由于NGC1514距離我們1500光年,我們看到的是它1500年前的樣子。
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行星狀星云與行星毫無關系。它們在早期望遠鏡中看起來像行星,而發現水晶球星云的天文學家威廉赫歇爾是創造這個術語的人。
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行星狀星云純粹是恒星形成的。它們形成于低質量或中等質量恒星在核聚變生命接近尾聲時,將其外層氣體外殼排出。被排出的氣體會形成一個大致呈球形的外殼。但隨著時間推移,這個球體因湍流和氣體的不均勻排放而發生改變。水晶球星云就是如此。它呈塊狀且多瓣,伴有氣體和塵埃的細絲與空洞。
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這張NGC1514的放大圖像展示了星云內部的一些氣體結構。圖像中的亮星是一顆前景星,不屬于該星云。相反,中心位置有一顆被遮擋的雙星。圖像來源:J米勒與M羅德里格斯(國際雙子座天文臺NSFNOIRLab)、TA雷克托(阿拉斯加安克雷奇大學NSFNOIRLab)、D德馬丁與M扎馬尼(NSFNOIRLab)
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北雙子座望遠鏡拍攝了水晶球星云的一張華麗照片,不過包括詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)在內的其他望遠鏡也拍攝過該星云。由于詹姆斯韋伯太空望遠鏡是紅外望遠鏡,它揭示了北雙子座望遠鏡無法看到的星云特征。
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JWST顯示星云周圍環繞著一對環。這些環可能來自中央雙星早期的一次質量損失事件。隨后,雙星對的不對稱高速風塑造了這些環。相關研究認為這些環可能是塵埃而非氣體。
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JWST對NGC1514的紅外圖像顯示了一對在光學圖像中看不到的環。圖像來源:NASA、ESA、CSA、STScI、邁克爾雷斯勒(NASAJPL)、戴夫瓊斯(IAC)——行星狀星云NGC1514(MIRI圖像),公有領域,commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=163580365
亞光O型星:恒星的“末路”
中心雙星系統中的一顆恒星有點與眾不同。它被稱為熱亞光O型星。它們屬于O型星,是最熱的恒星類型。但它們也是亞光的,意味著對于如此熱的恒星來說,它們顯得暗淡。這是因為它們體積非常小,占據的空間大約相當于地球繞太陽運行的軌道大小。相比之下,普通的O型星是大質量的超巨星。
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亞光O型星本質上是由氦組成的暴露的恒星核心。它們通常會將大部分質量損失給更重的雙星伴星,這里的情況就是如此。NGC1514中的亞光O型星已經損失了大部分質量,正處于氦聚變的末期,并且正在冷卻,逐漸成為一顆白矮星。
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雖然這顆次光度星在過去生成了星云的大部分,但它的伴星在NGC1514中承擔了大部分工作。它是一顆A0III型巨星,已經耗盡了核心的大部分氫,并且離開了主序星階段。它的能量正在照亮星云。
NGC1514的不對稱性是由這對雙星造成的。它們每九年相互繞轉一次,這是目前已知的行星狀星云中雙星對的最長軌道周期。在它們相互繞轉的過程中,其強大的星風正在塑造這個絢麗的星云,并形成了雙子座北望遠鏡拍攝的圖像中所顯示的殼層、卷須和團塊。
行星狀星云存在的時間不長,通常在大約10000到25000年之間。這在天文學中不算很長。最終,這些氣體會消散,與星際介質融為一體,就像孩子把蒲公英的絨毛吹向風中一樣。
相關知識
水晶球星云(NGC6543)是位于天鵝座的行星狀星云,因外形酷似水晶球得名。它由中心衰老的白矮星拋射外層物質形成,結構復雜,包含多層氣體與塵埃殼層,色彩絢麗,展現恒星演化末期的壯觀景象,是天文學家研究恒星死亡過程的重要樣本。
BY: Evan Gough
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終審:天文志愿文章組-零度星系
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自: https://www.universetoday.com/articles/a-beautiful-death-how-a-dying-star-created-the-crystal-ball-nebula
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