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普林斯顿大学新闻

在神秘的蓝环星云中,科学家们看到了双星的命运

科学家们发现了一个被称为蓝环星云的稀有物体,这是一个由氢气组成的环状星云,其中心有一颗恒星。这个系统的性质表明,它是两颗恒星最终消亡时的残留物:一种向内的轨道舞蹈导致了两颗恒星的合并。这个结果提供了一扇新的窗口,让我们得以了解许多紧密运行的双星系统的命运。

2004年,美国国家航空航天局(NASA)的“星系演化探测器”(Galaxy Evolution Explorer)的科学家们发现了一个他们在银河系中从未见过的物体:一个巨大而微弱的气体团,其中心似乎有一颗恒星。在卫星所使用的紫外波长中,这个斑点呈现出蓝色——尽管它实际上并不发射肉眼可见的光——仔细观察发现它内部有两个厚厚的环,因此研究小组给它起了个绰号——蓝环星云。在接下来的16年里,他们用多个地球和太空望远镜对它进行了研究,但他们对它了解得越多,就觉得它越神秘。

一组科学家包括普林斯顿大学的顾ðmundur Stefansson,亨利诺里斯罗素博士后天体物理科学,结合地面观测与理论建模的详细调查对象的属性。描述他们发现的论文发表在11月19日的《自然》杂志上。

Stefansson说:“有一天晚上,我们正在用新造的光谱仪进行观测,这时我们收到了同事的消息,说有一个由星云气体组成的特殊物体从一颗中央恒星迅速膨胀出去。”“它是怎么形成的?”中央恒星有什么特性?能帮助解开这个谜团,我们立刻兴奋起来!”

银河系中的大多数恒星都是双星系统——成对的恒星相互环绕。如果它们靠得足够近,这样的系统就会在一场恒星合并事件中消亡:随着恒星的演化,它们会膨胀;如果它们靠得足够近,其中一颗恒星会吞噬它的轨道上的伴星,导致伴星向内盘旋,直到两颗恒星相撞。当伴星失去它的轨道能量时,它会以很高的速度喷射出物质。

这能解释神秘的蓝环星云吗?

进一步的证据支持这一假说的来自与两种不同的光谱仪观察大型地面望远镜:10米的雇佣光学摄谱仪Maunakea之上的凯克望远镜在夏威夷,和近红外宜居带行星仪10米Hobby-Eberly望远镜在麦当劳天文台在德克萨斯州,一个新的近红外光谱仪,Stefansson帮助设计、构建和委员会检测邻近恒星周围的行星。

“光谱观测是让我们进一步了解该天体的关键,从中我们可以看到中央恒星是膨胀的,并且我们看到了可能来自周围碟状碎片的吸积特征,”Stefansson说。

“事实上,光谱数据和理论模型显示蓝环星云与合并双星系统的图像是一致的,这表明向内的螺旋伴星很可能是一颗低质量的恒星,”加州理工学院博士后、论文的第一作者凯瑞·霍德利(Keri Hoadley)说。

2 blue cones of space debris

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Play Video: Geometry of the Blue Ring Nebula

蓝环星云由两个膨胀的锥状碎片组成。一个圆锥体的底部正在向地球移动。两个基地都用洋红色标出,显示了碎片在太空竞争时产生的冲击波。蓝色代表冲击波后的物质,只有在锥细胞重叠的地方才可见。

虽然之前已经观察到一些这样的双星合并事件的遗迹,但所有这些物体都被不透明的尘埃和云所包裹,阻碍了对中央恒星遗迹性质的观察。蓝环星云是唯一能让我们一览无余地看到中央恒星残骸的天体,它为我们提供了一扇清晰的窗口,让我们了解到它的性质,并提供了合并过程的线索。

“蓝环星云是罕见的,”Hoadley说。“因此,我们能够找到它真的很令人兴奋,我们也为未来可能找到更多这样的物体感到兴奋。”如果是这样的话,这将使我们对恒星合并的残留物和控制它们的过程有更深入的了解。”

“蓝色星云环恒星合并几千岁,“由克里Hoadley,克里斯托弗·马丁,Brian Metzger Mark Seibert安德鲁•坎迪娅·迈克威廉詹姆斯•尼尔肯•沈顾ðmundur Stefansson,安德鲁•曼森和布拉德利Schaefer出现在11月19日的《自然》杂志(DOI: 10.1038 / s41586 – 020 – 2893 – 5)。这项研究是由普林斯顿大学、加州理工学院、宾夕法尼亚州立大学、埃伯利科学学院和宾夕法尼亚空间资助联盟支持的。作者希望承认和承认Maunakea峰顶在土著夏威夷社区中一直发挥的非常重要的文化作用和敬意:“我们非常幸运地有机会在这座山上进行观察。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.princeton.edu/news/2020/11/18/mysterious-blue-ring-nebula-scientists-see-fate-binary-stars