【全球聚看点】今非昔比的刺魟星云，到底发生了什么？让我们来看看

2023-01-20 10:23:24 来源：科普中国

哈勃望远镜拍摄到迅速暗淡的刺魟星云

太空总署（NASA）哈勃太空望远镜拍摄的照片显示，刺魟星云正空前迅速地失去其璀璨夺目的光华。

【资料图】

编号为Hen3-1357的刺魟星云是目前已知最年轻的行星状星云。但在前后相间隔20年的照片里，它的形状和亮度都发生了巨变。NASA的报告称，刺魟星云那曾经明亮耀眼的蓝色云气几乎已消散殆尽。

来自西班牙安达卢西亚天体物理学院的天文学家马丁·格鲁罗参与了该项正在进行的研究，他在报告中指出：“这一变化相当惊人，且非常奇怪。这是一个星云实实在在经历的演化过程，我们在数年间观测到如此清晰的变化，这是从未有过的。”

图集：形状奇异的星云，你看它们都像什么？

哈勃太空望远镜分别于1996年和2016年拍摄的刺魟星云，照片显示星云的形状和亮度在20年间发生了巨大的变化。（图片来源：太空总署（NASA）/航天局（ESA）/布鲁斯·巴里克（B. Balick，华盛顿大学）/马丁·格雷罗（M.Guerrero，安达卢西亚天体物理学院）/吉拉尔多·拉莫斯拉里斯（G.Ramos-Larios，瓜达拉哈拉大学））

研究人员比较刺魟星云1996年与2016年的照片后发现，较早的照片里氢气云团围绕着星云的核心，发出璀璨的蓝光；而2016年的照片里这些云气则几乎消散殆尽，星云因此显得小而且黯淡，其赖以成名的波浪状裙边也变得模糊不清。

“我们不是第一次观测到星云的变化，但这次的特别之处是星云的基本结构都改变了。”来自华盛顿大学西雅图分校、主导此项研究的天文学家布鲁斯·巴里克在报告中指出。

构成刺魟星云的气体和尘埃源自其核心的恒星，SAO 244567。一般情况下，恒星膨胀时会持续释放出热量，使这些气体和尘埃充分电离而熠熠生辉。

图为哈勃望远镜于1996年3月拍摄的行星状星云Hen 3-1357（俗称刺魟星云），当时星云尚在形成初期，被认为是最年轻的行星状星云。（图片来源：太空总署（NASA）/航天局（ESA）/布鲁斯·巴里克（B. Balick，华盛顿大学）/马丁·格雷罗（M.Guerrero，安达卢西亚天体物理学院）/吉拉尔多·拉莫斯拉里斯（G.Ramos-Larios，瓜达拉哈拉大学））

然而，从哈勃望远镜的照片上可以看出，这颗垂死恒星释出的氮、氢、氧气的光芒发生了剧变。据该研究报告，1996年到2016年间，其中氧气的亮度减小了1,000倍。

“大量研究表明星云通常会膨胀变大，但刺魟星云却在变暗的同时基本形状也改变了，而且在这么短的时间内发生，这是前所未有的。”巴里克如是说。“更有甚者，我们很惊讶地发现它非但没有变大，恰恰相反，星云内部曾经明亮的椭圆光环似乎都萎缩黯淡了。”

在1996年拍摄的照片里，恒星的周围云气弥漫，光华灼灼。研究人员认为那代表SAO 244567即将终结它的生命。

不过，现在看来恒星SAO 245567的演化过程似乎发生了逆转。近期的观测发现刺魟星云明显变暗，星云里最明亮的部份非但没有持续扩大，反而缩小了。相信这是由于恒星的冷却造成的，而恒星冷却时减少了能使云气变热发光的紫外线电磁辐射的释出。

图为哈勃太空望远镜摄于2016年1月的刺魟星云，其亮度和形状较1996年时都有巨大变化。（图片来源：太空总署（NASA）/航天局（ESA）/布鲁斯·巴里克（B. Balick，华盛顿大学）/马丁·格雷罗（M.Guerrero，安达卢西亚天体物理学院）/吉拉尔多·拉莫斯拉里斯（G.Ramos-Larios，瓜达拉哈拉大学））

早些时候由波茨坦大学的妮可·瑞因德尔主导的一项研究表明，1971年到2002年间，恒星SAO 245567的温度从不到华氏40,000度骤升至华氏108,000度。该研究报告称，这很可能是由于恒星内核爆发的剧烈氦闪，它使得刺魟星云在1996年时较为明亮，而后迅速变得黯淡。

瑞因德尔在报告中解释道：“我们很幸运，恰好在那段时间进行了观测。剧烈的氦闪会使恒星迅速发生演变，与之相应的是很短的演化过程，这可不是经常能看到的。而我们恰逢其时，见证了这一过程。”

由此可见，氦聚变发生的短暂时间里恒星外层物质膨胀，大量的气体尘埃释出，形成我们在1996年看到的璀璨夺目的蓝色星云。但到了2016年，随着恒星的冷却刺魟星云也逐渐黯淡。NASA的研究报告指出，如果刺魟星云按目前的速度持续变暗，20年或30年后它将从我们的视野中消失。

BY:Samantha Mathewson

FY: Renee

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关键词：太空总署天体物理华盛顿大学