行星状星云是某些类型的垂死恒星脱落的气体和尘埃的外壳，很可能包括60亿年后的太阳。来自美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的新数据揭示了这些星云是如何以及为什么形成的。

在行星状星云南环星云的中心，只有一颗恒星在光学图像中可见，比如哈勃太空望远镜拍摄的图像。但是JWST揭示了这颗恒星在星云形成时只是一个被动的旁观者。包括华盛顿大学天文学教授布鲁斯·巴利克(Bruce Balick)在内的近70名天文学家组成的研究小组，利用这台新望远镜的首批数据显示，看不见的同伴塑造了星云的复杂特征。

巴利克说，南环星云的物质来源是一颗小白矮星，正如美国宇航局今年早些时候发布的首批JWST图像所显示的那样。

在12月8日发表在《自然天文学》杂志上的一项研究中，澳大利亚悉尼麦考瑞大学的Orsola De Marco领导的一个国际研究小组分析了JWST拍摄的南环星云的10个非常详细的曝光。他们的计算表明，喷射出膨胀星云气体的中心恒星最初的质量是太阳的三倍。今天，在喷射之后，它的质量约为太阳的60%。

“詹姆斯·韦伯太空望远镜已经成为一个强大的——实际上是改变游戏规则的——望远镜中用来研究像南环中心那样垂死恒星的新工具。这是继30多年前发射的哈勃太空望远镜的影响之后。”“用韦伯望远镜研究南环等星云，为探索恒星如何进化和将物质分散到周围环境提供了关键的见解。”

JWST的图像揭示了南环星云最外层边缘周围微弱物质的细节。这种物质主要由冷尘埃和分子组成，是大约1000年前垂死的恒星最先喷出的物质。分析它目前的形状将有助于科学家了解喷射过程是如何开始的。

德马科说:“有了韦伯，我们就像拿到了一台显微镜来观察宇宙。”“它的图像中有很多细节。我们的分析就像法医科学家重建现场一样。”

巴利克说:“来自这种原始气体的光的模式比我们有权利预期的要复杂得多。”“这是我们第一次能够在细节中看到许多魔鬼。每个恶魔都有自己的故事。毫无疑问，我的研究领域——濒死恒星的奇特阵痛——已经被我们从这些韦伯图像中学到的东西永远地改变了。这台新望远镜的科学前景使我欣喜若狂。我应该说‘目瞪口呆’!”

为了解释新图像揭示的星云的结构，该团队提出，在星云中心的恒星脱落质量时，至少有两颗亲密的伴星围绕着它旋转。在这种亲密的“舞蹈”中，相互作用的恒星可能发射了双面射流，后来出现了现在在星云边缘观察到的大致成对的投影。

巴利克说:“这些附近轨道恒星的引力将新喷射和流出的气体挤压成我们今天看到的复杂星云，就像狂欢节上出售的太妃糖。”

如果没有这些伴星，南环星云可能会像许多其他行星状星云一样呈圆形和气泡状。

“这颗(白矮星)恒星现在更小、更热，但被冷尘埃包围，”来自罗切斯特理工学院的合著者乔尔·卡斯特纳(Joel Kastner)说。“我们认为，我们看到的所有散落在各处的气体和尘埃都一定来自那颗恒星，但它是由伴星向特定的方向投掷的。”

那些同伴现在在哪里?它们要么暗淡到足以隐藏，被两颗中心恒星的明亮光线所伪装，要么已经与垂死的恒星合并。

此外，第三颗密切相互作用的恒星可能搅动了喷流，像旋转艺术一样扭曲了均匀平衡的喷射。第四颗轨道稍宽的恒星可能搅动了喷射的“锅”，在星云的外围产生了巨大的不规则环。

巴利克说:“有时我希望地球在南环星云中心外的大质量可见光恒星周围的轨道上，因为我们可以坐在前排观看人们知之甚少的大物质喷射过程。”“在2300光年外的后排看台上观察可能是安全的，但这真的很令人沮丧。”

欲了解更多信息，请通过balick@uw.edu联系Balick。

改编自太空望远镜科学研究所的新闻稿。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。