JWST 以前所未有的細節(jié)捕捉到垂死之星的幽靈環(huán)

NGC 1514 是一個距離地球約 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)代望遠鏡已經(jīng)對它進行了多次成像，每次有更有能力的望遠鏡重新訪問它時，天文學家都會對它有更多的了解。JWST 是最新觀測到這個奇怪星云的星云，它的觀測有助于解釋這個不尋常的天體。

1790 年，NGC 1514 看起來與天空中的其他星云狀斑塊不同。在探測到它之前，赫歇爾認為星云是無法分辨的恒星質(zhì)量。但這次不同：他寫道，這是一顆孤星，“周圍環(huán)繞著微弱的發(fā)光大氣層”。

快進到現(xiàn)代，NASA 的明智（寬視場紅外巡天探測器）在星云周圍發(fā)現(xiàn)了一對只能在紅外線中可見的環(huán)。

在新的研究中，天文學家使用強大的 JWST 來更好地了解 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.美國宇航局噴氣推進實驗室韋伯 MIRI（中紅外儀器）的研究員和項目科學家邁克爾·雷斯勒 （Michael Ressler） 是該研究的主要作者。

作者在他們的論文中寫道：“雖然 NGC 1514 在光學波長上是一個橢圓形但復雜的行星狀星云，但在寬視場紅外巡天探測器全天空巡天過程中，人們發(fā)現(xiàn)它在其微弱的外殼內(nèi)包含一對紅外亮的軸對稱環(huán)。

天文學家使用 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)相對不同，整個過程中既有絲狀，也有團塊狀的細節(jié)，”研究人員解釋說。

一對雙星位于 NGC 1514 的中心。它們在圖像中顯示為單個紫色星星，帶有明亮的衍射尖峰。

這個星云的雙環(huán)外觀是由其中一顆恒星在老化過程中產(chǎn)生的。這顆恒星原本的質(zhì)量是太陽的幾倍，當它演化成紅巨星時，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，在非常緩慢、密集的恒星風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）的高級科學家戴維·瓊斯（David Jones）說，他在2017年證明了該中心有一個雙星系統(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.

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

“在 Webb 之前，我們無法檢測到大部分這些材料，更不用說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 周圍的光環(huán)在2010之內(nèi)當他檢查來自 NASA 的寬視場紅外勘測探測器 （WISE） 的圖像時?！坝辛?MIRI 的數(shù)據(jù)，我們現(xiàn)在可以全面研究這個星云的湍流性質(zhì)，”Ressler 說。

雖然從我們的觀察角度來看，NGC 1514 看起來像一個被倒出的罐子，但它實際上是一個沙漏的形狀。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。

“當這顆恒星處于物質(zhì)損失的高峰期時，伴星可能會非常非常接近，”瓊斯說。“這種互動可能會導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)生一個球體。

新的 JWST 觀測結(jié)果清楚地解析了這對環(huán)，并更詳細地顯示了團塊和細絲。環(huán)內(nèi)部是云狀物質(zhì)，看起來是湍流的，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，而是來自塵埃顆粒的熱發(fā)射。

研究人員解釋說，只有大約 1.5% 的環(huán)形磁通量來自線路排放。這很不尋常，因為碳和多環(huán)芳烴在行星狀星云中很常見。

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，分子氫的排放就會更多。

PAH 或任何其他分子的排放不足證明了這一點。"…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自線發(fā)射，“他們寫道。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，NGC 1514 主要是由來自主恒星的強風形成的。這些風是不對稱的，可能是由于中心的一對恒星之間的相互作用。然而，這些戒指是如何制作的細節(jié)暫時無法解釋。

“不幸的是，我們的觀測結(jié)果本身并不能提供對光環(huán)形成的任何直接見解;我們已經(jīng)說了一些關于他們是什么的事情，但不能說他們是如何到達那里的，“他們寫道。

其他星云的研究可能會提供答案。來自雙星公共包絡層的強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，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)果無法證實這種情況。

“無論如何，新數(shù)據(jù)確實完成了這些環(huán)是嵌入在一個非常復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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