研究人員構建了貓眼星雲的第一個計算機生成的三維模型，其揭示了圍繞星雲外殼的一對對稱環。這些環的對稱性表明它們是由來自星雲中心恆星的螺旋式噴流形成。這為在星雲中心的雙星提供了強有力的證據。

這項由Ryan Clairmont領導的研究最近發表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。

當一顆垂死的恆星噴射出它的外層氣體時，行星狀星雲就形成了並形成了行星狀星雲所特有的五顏六色的殼狀結構。NGC 6543即貓眼星雲，是已知最複雜的行星狀星雲之一。它距離地球只有3000多光年，可以在天龍座看到。哈勃太空望遠鏡也看到了貓眼星雲的巨大細節，其展示了由結點、球狀外殼和弧狀細絲組成的複雜結構。

這個星雲的神秘結構令天體物理學家感到困惑，因為它無法用以前接受的行星星雲形成理論來解釋。最近的研究表明，雖然在像NGC 6543這樣複雜的行星狀星雲中前行噴流是潛在的塑造機制，但缺乏一個詳細的模型。

Clairmont–一個天文愛好者–決定嘗試建立貓眼的詳細三維結構，從而找出更多關於賦予它複雜形狀的潛在機制。為此，他向墨西哥國立自治大學的Wolfgang Steffen博士和卡爾加里大學的Nico Koning尋求幫助。據悉，他們一起開發了尤其適合行星星云三維天體物理建模軟件的SHAPE。

研究人員通過利用來自墨西哥聖佩德羅-馬蒂爾國家天文台的光譜數據重建了星雲的三維結構。這些提供了關於星雲中物質的內部運動的詳細信息。通過結合這些數據和來自哈勃太空望遠鏡的圖像，Clairmont構建了一個新穎的三維模型並確定了高密度氣體的環被包裹在貓眼的外殼上。令人驚訝的是，這些環幾乎完美地相互對稱，這表明它們是由噴流形成–從星雲中心恆星向相反方向噴射的高密度氣體流。

噴流表現出了前傾，這類似於旋轉的陀螺的搖擺運動。隨著噴流的擺動或者說是前移，它勾勒出一個圓圈並形成了圍繞貓眼的環。然而，數據顯示，這些環只是部分的，這意味著預處理的噴流從未完成360度的完整旋轉，噴流的出現只是一個短暫的現象。噴流的持續時間對於行星狀星雲的理論是一個重要的信息。由於只有雙星才能為行星狀星雲中的預流噴射提供動力，研究小組的發現有力地證明了貓眼中心存在這種類型的系統。

由於噴流的角度和方向隨時間變化，它很可能形成了在貓眼中看到的所有特徵–包括噴流和結點。通過利用這個三維模型，研究人員能夠根據星環的方向計算出前行噴流的傾斜和開口角度。

這項研究的論文第一作者–現為斯坦福大學的一名准大學生Ryan Clairmont說道：“當我第一次看到貓眼星雲時，它是令人吃驚的。它有一個美麗的、完全對稱的結構。我更驚訝的是，它的三維結構還沒有被完全理解。”

他繼續說道：“能夠做我自己的天體物理研究並在該領域產生實際影響，這是非常有益的。由於行星狀星雲中的噴流是相對罕見的，因此了解它們如何有助於塑造像貓眼這樣更複雜的系統非常重要。最終，了解它們是如何形成的就能深入了解我們太陽的最終命運，而太陽本身有一天也會成為一個行星狀的星雲。”