一根發(fā)光的鐵條正在環(huán)狀星云中徘徊——沒人知道原因

我們都知道那個標(biāo)志性的環(huán)狀星云近250年來，但直到現(xiàn)在，天文學(xué)家才發(fā)現(xiàn)了它核心的巨大謎團(tuán)。

在那里，橫跨宇宙塵埃和氣體云的核心，是一團(tuán)巨大的、奇異地線性、條狀的發(fā)光電離鐵原子云。這種結(jié)構(gòu)此前從未在星云中被發(fā)現(xiàn)過，而且它具有一系列異常性質(zhì)，使得解釋起來頗具挑戰(zhàn)性。

由英國卡迪夫大學(xué)羅杰·韋森領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊希望，通過對其他星云的進(jìn)一步觀測，能發(fā)現(xiàn)更多這些奇異的鐵云，足以拼湊出它們到底來自哪里。

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該環(huán)狀星云是天琴座中距離2570光年的行星狀星云，發(fā)現(xiàn)1779年由法國天文學(xué)家查爾斯·梅西耶（Charles Messier）完成。這些發(fā)光的團(tuán)塊與行星無關(guān)，而是垂死太陽類恒星的美麗內(nèi)核。

在生命的終點，這些恒星輕輕地噴出噴嚏，脫離外層，而恒星的核心則坍縮成白矮星.

因為這個過程太沉悶了與大質(zhì)量恒星劇烈的超新星死亡相比，噴射出來的物質(zhì)常常能在天空中形成漂亮、整齊的球形結(jié)構(gòu)。

有成千上萬的已知以及銀河系中可能存在的行星狀星云，所以天文學(xué)家對預(yù)期情況相當(dāng)了解。此外，環(huán)狀星云是最著名且研究最深入的星云之一，因此人們并不期待它帶來任何奇怪的驚喜。

然而，我們現(xiàn)在就在這里。

觀測使用新型WHT增強(qiáng)面積速度探測器（WEAVE）儀器的大型積分場單元（LIFU）模式，在4.2米威廉·赫歇爾望遠(yuǎn)鏡.該模式允許WEAVE捕獲單鏡頭中大片場地，能夠?qū)φ麄€天體進(jìn)行全面的光譜觀測。

“盡管環(huán)狀星云曾被用過許多不同的望遠(yuǎn)鏡和儀器研究，WEAVE讓我們能夠以全新的方式觀測它，提供了比以往更多的細(xì)節(jié)?！?a>天文學(xué)家羅杰·韋森說英國卡迪夫大學(xué)的。

“當(dāng)我們處理數(shù)據(jù)并瀏覽圖像時，有一件事清晰可見——那條此前未知的電離鐵原子'條'，位于那個熟悉且標(biāo)志性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中央?！?/p>

此前對環(huán)狀星云的光譜觀測僅是通過狹縫光譜學(xué)，顧名思義：觀察星云的一小片。這也解釋了為什么鐵條長時間未被注意;狹縫觀測只有在狹縫完全沿桿方向?qū)R時才能發(fā)現(xiàn)它。

它的回避性并不是鐵棒唯一奇怪的地方。乍一看，它像是材料射流從恒星中噴發(fā)——但事實并非如此。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，負(fù)責(zé)環(huán)狀星云的白矮星偏離了條形中心，因此它不太可能是鐵原子的來源。

桿子的運動對噴氣機(jī)來說也是錯誤的。從條形長度的發(fā)射線表明整個結(jié)構(gòu)正在遠(yuǎn)離我們;一端不會靠近，另一端則在遠(yuǎn)離，這在兩個噴流向相反方向噴出時是正常的。

隨著酒吧的構(gòu)圖，謎團(tuán)也加深;地球質(zhì)量中約14%的裸露發(fā)光鐵原子（比火星的質(zhì)量還大）懸掛在星云中央，幾乎沒有線索說明它是如何到來的。

星云中的鐵通常被封印在塵埃中而不是赤裸裸地游蕩、被電離。而且星云中沒有其他發(fā)射物與鐵條形狀相同。

一種可能是大量塵埃被破壞，釋放了鐵。這與JWST的觀測結(jié)果一致，后者顯示鐵條兩側(cè)有塵埃，但沒有重疊。

然而，沒有證據(jù)表明在星云中釋放鐵所需的條件。要電離鐵，你需要非常強(qiáng)烈的沖擊或非常高的溫度。環(huán)狀星云寧靜的中心沒有任何證據(jù)。

該新聞稿酒吧里提出一個破碎的星球作為解釋......但殘骸破碎的星球它不會形成整齊、直線的條狀，而且還會顯示出明顯的速度模式（軌道或膨脹），但與觀測結(jié)果不符。此外，它還會混合其他元素，比如鎂和硅，這些元素在觀測中都會顯現(xiàn)出來。

我們還需要考慮，我們無法看到鐵云的完整三維形狀;它可能延伸得更遠(yuǎn)，超出我們的視線范圍，就像一塊木板被邊緣觀察一樣。

整個問題就是個模糊的大問號，沒有簡單的答案。這意味著要尋找更多例子，希望他們能提供一些線索。

“如果戒指里的鐵條是獨一無二的，那就太驚訝了?！?a>韋森說.“所以希望，隨著我們觀察和分析更多以同樣方式形成的星云，我們能發(fā)現(xiàn)更多這種現(xiàn)象的例子，幫助我們理解鐵的來源?！?/p>

該研究已發(fā)表在皇家天文學(xué)會月刊.

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