谜底揭晓:神秘的蓝色星云,究竟怎样形成
2004年,天文学家发现了一些非常奇怪的现象。他们发现,在大约6200光年之外,一个发出不可见紫外线光的环形星云,包围着一颗恒星。
在银河系中,没有任何东西与它类似,这使得我们很难弄清楚这个被命名为蓝环星云的天体,到底是怎么成为现在这个样子的。
图解:2014年,被星系演化探测器发现的蓝环星云。图源:sciencemag
我们现在终于有了一个可行的答案。围绕在这颗名为TYC 2597-735-1恒星周围的复杂结构,是两颗恒星合并之后的结果。
事实证明,tyc2597-735-1曾经是一个双星系统;不到5000年前,这两颗恒星在宇宙漫步中合二为一。这个星云,就包含着在这一暴力事件中,恒星喷出的气体和碎片。
天文学家说,这是人类迄今为止,发现的最年轻的合并双星之一,它给恒星合并的各种故事,提供了一种类似金发姑娘风格的 “缺失环节”。
小组论文的主要作者、加州理工学院的天文学家凯里· 霍德利说:“两颗恒星的合并相当普遍,但因为它们喷出的物质在太空中膨胀、冷却,它们很快就会被大量尘埃所遮蔽,这意味着我们看不到实际发生了什么。”
“当尘埃最终散去,我们有一个清晰的视野可以观测后,我们认为这个物体,代表了这些短暂事件的后期阶段。我们在它消失之前,捕捉到了这个过程;一段时间之后,星云会消失在星际介质中,那时,我们根本无法分辨出到底发生了什么。”
双星系统在整个银河系中非常普遍。
图解:艺术创作图像——年轻的双星系统。图源:zmescience
银河系中,高达85%的恒星可能是双星系统,甚至有可能是三星或四星系统。
有证据表明,所有恒星的生命都是从有伴星开始的(可能在某个地方,就有太阳的一个走失的孪生兄弟),这意味着双星系统,无论是分离的双星,还是合并的,它们的潜在数量是天文数字级的。
这并不意外。对于任何两颗在相同轨道上的恒星,当它们的轨道失去能量时,轨道很有可能会衰变,导致它们相向旋转,并最终发生碰撞。
但是,在最近的区域,我们只看到过一次这样的合并。在银河系,最近的一次恒星合并发生在2008年……这是已知记录中,第一次出现这样的事件。
蓝环星云可能是下一个最年轻的星云。
哥伦比亚大学的天体物理学家布赖恩·梅茨格所设计的理论模型显示,星云奇特的形状、紫外线光晕和复杂的环状结构,与发生在不到5000年前的一次事件中,从中心物体向外爆炸的一对圆锥状物质,最为吻合。
霍德利说:“布莱恩不仅仅是能解释我们所看到的数据,他基本上在他看到之前,他就预测到我们所观测的情况了。
他会说,‘如果这是一次星际间的合并,那么你应该看看X’,然后他就会说,‘是的!我们看到了!”
这些模型所描述的,最有可能的情况是,一开始是两颗恒星,一颗的质量大约与太阳相当,另一颗较小的伴星,质量约为太阳的十分之一。
图解:艺术创作图像——双星系统GG 金牛-A周围的尘埃和气体。 图源:scitechdaily
当这颗类似太阳的大恒星接近生命的尽头时,它开始膨胀,最终离伴星非常近,以至于使伴星吸收了一些较大恒星的质量。
较小的恒星,无法容纳这些额外的质量,就把多余的物质喷洒到系统的第二个拉格朗日点上,在这里旋转,成为了围绕这两颗恒星的圆盘。
与此同时,较小的恒星向较大的恒星靠拢,从而开始了失控的合并进程。
当正在合并的恒星喷出气体状外壳时,圆盘起到了一种项圈的作用,将物质控制住并整形为两个圆锥形,爆炸喷洒开。
每一个圆锥形都太模糊了,无法单独看到。但是,由于我们的视线角度问题——几乎是直视其中一个圆锥形——两个圆锥形看起来是重叠的。
这就是我们在蓝环星云中看到的,当氢物质碰撞时,被星际介质所激发,紫外线环发出可见蓝光。我们还可以看到,在圆锥形剧烈运动的前端,被激发的氢像两个重叠的环,发出红光。
至于恒星TYC 2597-735-1本身,它目前的质量在1.1-2个太阳质量之间,很可能是从主星序中演化出来的,在其核心中不再熔化氢。它可能正在成为一颗白矮星,这是质量差不多与太阳相同的恒星,开始逐渐进入“死亡”阶段。
最后,弄清楚TYC 2597-735-1和蓝环星云在恒星进化树上的位置,可能有助于我们弄清,这些恒星碰撞在我们星系中发生的频率。
图解:艺术创作图像——一对绕轨道运行的白矮星。 图源:sci-news
“我们看到,很多双恒星系统都有可能在某一天合并,我们认为我们已经确定了一些几百万年前合并的恒星。但在这之间到底发生了什么,我们却几乎没有任何相关数据,”梅茨格说。
“我们认为在我们的银河系中,可能有大量恒星合并的年轻残余物,而蓝环星云可能会向我们展示它们的样子,以便我们能够识别更多的类似天体。”
该研究已发表在《自然》杂志上。
BY: MICHELLE STARR
FY: 大恐龙龙
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