詹姆斯·韦伯望远镜揭示蝴蝶星云的隐藏核心,洞察恒星演化与生命基石

编辑者: Uliana S.

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)以前所未有的清晰度,揭示了位于天蝎座约3400光年外的蝴蝶星云(NGC 6302)的内部结构。这个壮丽的星云代表着一颗垂死恒星的晚期阶段,为我们理解恒星演化和行星系统的形成提供了宝贵的线索。

借助其强大的中红外仪器(MIRI),JWST成功穿透了笼罩星云中心区域的浓密尘埃,首次直接观测到此前被遮蔽的中心恒星——一颗温度超过220,000开尔文(约395,000华氏度)的白矮星。这一观测突破,解决了天文学家长期以来难以精确锁定和研究这类行星状星云中心恒星的难题,因为它们常被自身发出的炽热尘埃所遮蔽。

JWST的观测还发现了一个围绕中心恒星的、由石英等结晶硅酸盐构成的甜甜圈状尘埃环。这一结构不仅是蝴蝶星云独特外观的关键,更重要的是,它被认为是行星形成的“原材料”聚集地。这些微米级别的尘埃颗粒比典型的星际尘埃颗粒更大,表明它们经历了长时间的生长过程,这与行星形成初期阶段“行星胚胎”的形成过程相吻合。研究人员发现,这些尘埃颗粒的形成与中心恒星的化学反应及能量辐射密切相关。

此外,JWST的数据分析识别出近200条光谱线,对应着星云中的特定原子和分子。其中,多环芳烃(PAHs)的发现尤为引人注目。这些碳基分子在地球上常见于烟雾和烧焦的食物中,但在蝴蝶星云中,它们似乎是在恒星风与周围气体相互作用产生的“气泡”爆发时形成的。这是首次在富氧行星状星云中发现PAHs,为理解这些复杂分子在宇宙中的形成机制提供了重要见解,并暗示了生命起源的化学过程可能在早期宇宙中就已经开始。

这些发现对于理解恒星的生命周期以及宇宙中复杂分子的合成至关重要,极大地加深了我们对行星系统起源以及构成生命基础的化学元素的理解。天文学家指出,蝴蝶星云的这些发现为研究地球等岩石行星的形成过程提供了直接证据,揭示了垂死恒星如何回收矿物质和有机化合物,并将这些“种子”播撒到宇宙中,为新恒星和行星的诞生提供物质基础。

通过研究蝴蝶星云这样的天体,天文学家们正致力于揭示宇宙尘埃形成的复杂过程及其在新生恒星和行星起源中的作用。JWST的持续观测将进一步阐明主导恒星死亡以及随后星际物质富集的机制,为我们探索宇宙的奥秘提供更深远的视角。

来源

  • MoneyControl

  • BBC Sky at Night Magazine

  • NASA Science

  • ScienceDaily

  • Earth.com

  • Cardiff University

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