桑間濮上網詹姆斯·韋伯太空望遠鏡以精致的細節(jié)揭示了天琴座彩色環(huán)狀星云M57
除了其驚人的伯太美學價值，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的空望圖像顯示了環(huán)狀星云，也被稱為梅西耶57 (M57)，遠鏡位于大約2200光年之外，精致節(jié)揭其復雜的琴座細節(jié)甚至會讓熟悉該物體的天文學家感到驚訝。
環(huán)狀星云位于天琴座，彩色是環(huán)狀太空愛好者的熱門目標，因為它由發(fā)光氣體和塵埃組成的詹姆甜甜圈形狀的環(huán)，即使在整個夏天用小型后院望遠鏡也可以看到。斯韋示天
“當我還是伯太個孩子的時候，我第一次看到環(huán)狀星云只是空望通過一個小望遠鏡，”西方大學天體物理學家和JWST環(huán)狀星云成像項目的遠鏡核心成員簡·卡米在一份聲明中說。“我從未想過有一天，精致節(jié)揭我會成為團隊的一員，使用世界上有史以來最強大的太空望遠鏡來觀察這個物體。”
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的從未見過的環(huán)狀星云或梅西耶57(圖片來源:uux.cn/美國宇航局/歐空局/加拿大航天局/地球和太空探索研究所/JWST環(huán)狀星云成像項目)
環(huán)狀星云是一顆死去很久的恒星的發(fā)光殘余，這是一類被稱為“行星星云”的天文物體，有點令人困惑地與行星無關。它的中心是一個白色斑點，代表一顆白矮星——那顆滅絕恒星體核心的殘余。
M57，或稱環(huán)形星云，對天文學家來說特別迷人，因為它不僅足夠近，甚至可以用業(yè)余望遠鏡觀察到，而且從我們在太陽系中的有利位置來看，行星狀星云是傾斜的，因此可以正面觀看。這意味著用太空望遠鏡觀察環(huán)形星云給天文學家提供了一個機會，可以看到行星狀星云內部正在發(fā)生什么，并揭示恒星的生與死。
“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡為我們提供了一個我們從未見過的環(huán)形星云的非凡視圖，”倫敦大學學院教授兼JWST環(huán)形星云成像項目的聯(lián)合首席科學家邁克·巴洛說。“這些高分辨率圖像不僅展示了星云膨脹外殼的復雜細節(jié)，還非常清晰地揭示了中央白矮星周圍的內部區(qū)域。”
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡看到的環(huán)狀星云(梅西耶57)的中心恒星之一。(圖片鳴謝:uux.cn/美國宇航局/歐空局/加空局/地球與太空探索研究所/JWST環(huán)形星云成像項目)
對太陽未來的一次窺探
當與太陽大小相似的恒星耗盡其核聚變燃料時，它們再也無法支撐自己抵抗自身重力的向內作用力，從而結束了保持恒星穩(wěn)定長達數(shù)十億年的平衡行為。
當核心坍塌時，恒星外層核聚變仍在進行，向外爆炸。這最初導致恒星膨脹成為紅巨星，這是太陽在大約50億年后將經歷的一個階段，屆時它將膨脹到圍繞火星的軌道，吞噬包括地球在內的內行星。
這種物質外殼最終冷卻并分散，形成各種不同的形狀，包括纖細的云，膨脹的氣泡或類似M57的環(huán)形星云。行星狀星云的形狀取決于其內部發(fā)生的復雜物理過程，這些過程科學家們仍未完全理解。
這意味著對這個系統(tǒng)的觀察讓我們得以一瞥幾十億年后太陽系的樣子。
“我們正在見證一顆恒星生命的最后篇章，可以說是太陽遙遠未來的預覽，JWST的觀測為理解這些令人敬畏的宇宙事件打開了一個新的窗口，”巴洛解釋道。“我們可以把環(huán)形星云作為我們的實驗室，研究行星狀星云是如何形成和演化的。”
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡看到的環(huán)狀星云(梅西耶57)的特寫。(圖片鳴謝:uux.cn美國宇航局/歐空局/加空局/地球與太空探索研究所/JWST環(huán)形星云成像項目)
天文學家還可以通過分析行星狀星云中氣體和塵埃發(fā)出的顏色來收集關于行星狀星云中發(fā)生的化學過程的信息，因為恒星在其中心用輻射轟擊它。
“這個物體的結構令人難以置信，想到這一切都是由一顆垂死的恒星創(chuàng)造的，”西方大學天體物理學家埃爾斯·皮特斯說。“除了形態(tài)學寶藏，在這些觀測中還有許多關于氣體和塵埃化學組成的信息。我們甚至在這個物體中發(fā)現(xiàn)了大的含碳分子，我們不清楚它們是如何到達那里的。還沒有。”
像M57這樣的行星狀星云中的物質富含重元素，這些重元素是在創(chuàng)造它的死亡恒星的生命過程中形成的。最終，這些物質中的大部分將被納入被稱為星際云的巨大氣體和塵埃云中。當這些云的密集斑塊在自身重力作用下凝結并坍縮時，它們會誕生新的恒星，其中包含來自恒星前身的物質。這意味著像環(huán)狀星云這樣的天體可以編織一個恒星生死的故事。
“這些圖像不僅僅具有美學吸引力；它們?yōu)楹阈茄莼^程提供了豐富的科學見解，”JWST環(huán)形星云成像項目的首席科學家尼克·考克斯說。“通過與JWST一起研究環(huán)形星云，我們希望能夠更深入地了解恒星的生命周期以及它們釋放到宇宙中的元素。”
