滿溢的宇宙”水壺” – 雙子座南望遠鏡捕捉到一顆紅巨星生命終結時的壯觀景象
托比壺星雲是一個獨特的雙極反射星雲,由雙子座南望遠鏡捕捉到,為了解紅巨星的演變,包括我們太陽未來的轉變提供了寶貴的信息。發光星雲IC 2220因酷似一個古老的英國酒器而被暱稱為托比壺星雲,是一個罕見的天文發現。
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國際雙子座天文台的一半–雙子座南天文台拍攝到的一對塵埃和氣體組成的波浪狀近乎對稱的環,標誌著一顆古老紅巨星的死亡陣痛。由此形成的結構據說很像一個古老的英國壺,是一個很少見的雙極反射星雲。有證據表明,這個天體是由垂死的紅巨星和一顆現已碎裂的伴星相互作用形成的。資料來源:國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA,TA Rector(阿拉斯加安克雷奇大學/NSF NOIRLab),J. Miller(雙子座天文台/NSF NOIRLab),M. Rodriguez(雙子座天文台/NSF NOIRLab),M . Zamani(NSF NOIRLab)
這個反射星雲位於大約1200 光年外的船底座方向,是由氣體和塵埃組成的雙葉或雙極雲,由其中心的紅巨星產生並照亮。紅巨星的這一生命終結階段相對短暫,在其周圍形成的天體結構也非常罕見,因此托比壺星雲是研究恆星演化的絕佳案例。
這張圖片是由國家科學基金會NOIRLab 運行的雙子座南望遠鏡(國際雙子座天文台的一半)拍攝的,它展示了托比壺星雲壯觀、近乎對稱的雙環結構和發光的恆星心臟。這些特徵是從衰老恆星過渡到行星狀星雲[1]的紅巨星所獨有的,因此為天文學家深入了解接近生命終點的中低質量恆星的演化及其形成的宇宙結構提供了寶貴的資料。
托比壺星雲的核心是它的祖星–紅巨星HR3126。紅巨星是由恆星內核中的氫燃燒殆盡而形成的。沒有了核聚變的外力,恆星開始收縮。這使內核溫度升高,導致恆星膨脹到原來的400 倍。雖然HR3126 比我們的太陽年輕得多–只有5000 萬年的歷史,而太陽已有46 億年的歷史–但它的質量卻是太陽的五倍。這使得這顆恆星能夠以比太陽更快的速度燃盡氫氣,變成一顆紅巨星。
隨著HR 3126的膨脹,它的大氣層也隨之擴大,並開始脫落外層。被排出的恆星物質流向周圍區域,形成了一個由氣體和塵埃組成的宏偉結構,反射著來自中心恆星的光線。對托比壺星雲紅外光的詳細研究表明,二氧化矽(矽石)最有可能是反射HR3126 星光的化合物。
根據天文學家的理論,與托比壺狀星雲類似的雙極結構是中央紅巨星和雙伴星相互作用的結果。然而,之前的觀測並沒有發現HR3126 有這樣的伴星。相反,天文學家觀測到中央恆星周圍有一個極其緊湊的物質盤。這一發現表明,曾經的雙星伴星可能被粉碎成了圓盤,這可能是周圍星雲形成的誘因。
大約50 億年後,當我們的太陽耗盡其氫氣供應時,它也將變成一顆紅巨星,並最終演變成一個行星狀星雲。在非常遙遠的未來,太陽係將只剩下一個像托比壺狀星雲一樣充滿活力的星雲,其中心是緩慢冷卻的太陽。