JWST 以前所未有的細(xì)節(jié)捕捉到垂死之星的幽靈環(huán)

NGC 1514 是一個(gè)距離地球約 1500 光年的行星狀星云。William Herschel 于 1790 年發(fā)現(xiàn)了它，它的發(fā)現(xiàn)使他重新思考了星云的性質(zhì)。

現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)對(duì)它進(jìn)行了多次成像，每次有更有能力的望遠(yuǎn)鏡重新訪問(wèn)它時(shí)，天文學(xué)家都會(huì)對(duì)它有更多的了解。JWST 是最新觀測(cè)到這個(gè)奇怪星云的星云，它的觀測(cè)有助于解釋這個(gè)不尋常的天體。

1790 年，NGC 1514 看起來(lái)與天空中的其他星云狀斑塊不同。在探測(cè)到它之前，赫歇爾認(rèn)為星云是無(wú)法分辨的恒星質(zhì)量。但這次不同：他寫(xiě)道，這是一顆孤星，“周?chē)h(huán)繞著微弱的發(fā)光大氣層”。

快進(jìn)到現(xiàn)代，NASA 的明智（寬視場(chǎng)紅外巡天探測(cè)器）在星云周?chē)l(fā)現(xiàn)了一對(duì)只能在紅外線中可見(jiàn)的環(huán)。

在新的研究中，天文學(xué)家使用強(qiáng)大的 JWST 來(lái)更好地了解 NGC 1514。

他們的結(jié)果發(fā)表在一篇題為”行星狀星云 NGC 1514 中神秘中紅外環(huán)的 JWST/MIRI 研究“，發(fā)表于天文雜志.美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室韋伯 MIRI（中紅外儀器）的研究員和項(xiàng)目科學(xué)家邁克爾·雷斯勒 （Michael Ressler） 是該研究的主要作者。

作者在他們的論文中寫(xiě)道：“雖然 NGC 1514 在光學(xué)波長(zhǎng)上是一個(gè)橢圓形但復(fù)雜的行星狀星云，但在寬視場(chǎng)紅外巡天探測(cè)器全天空巡天過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)它在其微弱的外殼內(nèi)包含一對(duì)紅外亮的軸對(duì)稱(chēng)環(huán)。

天文學(xué)家使用 JWST 的 MIRI 成像儀和中分辨率光譜儀及其濾光片組收集了觀測(cè)結(jié)果。

“這些觀察表明，這些環(huán)是清晰分辨的，結(jié)構(gòu)相對(duì)不同，整個(gè)過(guò)程中既有絲狀，也有團(tuán)塊狀的細(xì)節(jié)，”研究人員解釋說(shuō)。

一對(duì)雙星位于 NGC 1514 的中心。它們?cè)趫D像中顯示為單個(gè)紫色星星，帶有明亮的衍射尖峰。

這個(gè)星云的雙環(huán)外觀是由其中一顆恒星在老化過(guò)程中產(chǎn)生的。這顆恒星原本的質(zhì)量是太陽(yáng)的幾倍，當(dāng)它演化成紅巨星時(shí)，它甩掉了外層的氣體，形成了星云。

“隨著它的演化，它膨脹起來(lái)，在非常緩慢、密集的恒星風(fēng)中拋出一層層氣體和塵埃，”加那利群島天體物理研究所（Institute of Astrophysics）的高級(jí)科學(xué)家戴維·瓊斯（David Jones）說(shuō)，他在2017年證明了該中心有一個(gè)雙星系統(tǒng)。

那顆恒星現(xiàn)在是一顆白矮星，它的伴星現(xiàn)在是一顆巨大的恒星水平分支.

天文學(xué)家在用 JWST 觀測(cè) NGC 1514 之前就知道了這一切。然而，JWST 讓他們了解了星云在過(guò)去 4000 年中的湍流性質(zhì)。

“在 Webb 之前，我們無(wú)法檢測(cè)到大部分這些材料，更不用說(shuō)如此清楚地觀察到它了，”主要作者 Ressler 在新聞稿.

他發(fā)現(xiàn)了 NGC 1514 周?chē)墓猸h(huán)在2010之內(nèi)當(dāng)他檢查來(lái)自 NASA 的寬視場(chǎng)紅外勘測(cè)探測(cè)器 （WISE） 的圖像時(shí)?！坝辛?MIRI 的數(shù)據(jù)，我們現(xiàn)在可以全面研究這個(gè)星云的湍流性質(zhì)，”Ressler 說(shuō)。

雖然從我們的觀察角度來(lái)看，NGC 1514 看起來(lái)像一個(gè)被倒出的罐子，但它實(shí)際上是一個(gè)沙漏的形狀。在左上角和右下角附近有捏腰的跡象，在這些位置，灰塵是橙色的，并飄成淺淺的 V 形。

“當(dāng)這顆恒星處于物質(zhì)損失的高峰期時(shí)，伴星可能會(huì)非常非常接近，”瓊斯說(shuō)。“這種互動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致你意想不到的形狀。這種相互作用可能形成了這些環(huán)，而不是產(chǎn)生一個(gè)球體。

新的 JWST 觀測(cè)結(jié)果清楚地解析了這對(duì)環(huán)，并更詳細(xì)地顯示了團(tuán)塊和細(xì)絲。環(huán)內(nèi)部是云狀物質(zhì)，看起來(lái)是湍流的，而就在環(huán)邊界外，有微弱的噴射狀結(jié)構(gòu)。

JWST 使研究人員能夠更深入地挖掘星云的組成。

這些光環(huán)很亮，但亮度不是來(lái)自原子氫、多環(huán)芳烴 （PAH） 或沖擊分子氫等物質(zhì)的線發(fā)射，而是來(lái)自塵埃顆粒的熱發(fā)射。

研究人員解釋說(shuō)，只有大約 1.5% 的環(huán)形磁通量來(lái)自線路排放。這很不尋常，因?yàn)樘己投喹h(huán)芳烴在行星狀星云中很常見(jiàn)。

這意味著，與其他一些星云不同，環(huán)狀結(jié)構(gòu)不是由撞擊 ISM 而受到?jīng)_擊的材料制成的。如果是這樣，分子氫的排放就會(huì)更多。

PAH 或任何其他分子的排放不足證明了這一點(diǎn)。"…我們得出的結(jié)論是，在 MIRI 圖像中看到的環(huán)的通量基本上都不是來(lái)自線發(fā)射，“他們寫(xiě)道。相反，它以粉塵排放為主。

雷斯勒和他的合作研究人員解釋說(shuō)，NGC 1514 主要是由來(lái)自主恒星的強(qiáng)風(fēng)形成的。這些風(fēng)是不對(duì)稱(chēng)的，可能是由于中心的一對(duì)恒星之間的相互作用。然而，這些戒指是如何制作的細(xì)節(jié)暫時(shí)無(wú)法解釋。

“不幸的是，我們的觀測(cè)結(jié)果本身并不能提供對(duì)光環(huán)形成的任何直接見(jiàn)解;我們已經(jīng)說(shuō)了一些關(guān)于他們是什么的事情，但不能說(shuō)他們是如何到達(dá)那里的，“他們寫(xiě)道。

其他星云的研究可能會(huì)提供答案。來(lái)自雙星公共包絡(luò)層的強(qiáng)烈熱脈沖可能在星云膨脹成的物質(zhì)中產(chǎn)生了明顯的密度變化。

有可能 “...一段嚴(yán)重的質(zhì)量損失期形成了致密區(qū)域，這些區(qū)域?qū)⒊蔀楣猸h(huán)的源材料，隨后是快速的射流/風(fēng)，沿著兩極雕刻出材料，產(chǎn)生更像環(huán)的結(jié)構(gòu)，“作者在他們的論文中解釋道。不幸的是，觀察結(jié)果無(wú)法證實(shí)這種情況。

“無(wú)論如何，新數(shù)據(jù)確實(shí)完成了這些環(huán)是嵌入在一個(gè)非常復(fù)雜但迷人的行星狀星云的脆弱外殼中的涼爽塵埃結(jié)構(gòu)的畫(huà)面，”他們總結(jié)道。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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