|
（綜合外電報導）近日天文學家利用歐洲航天局的赫歇爾空間天文臺(Herschel Space Observatory)發現了一種至關重要的分子，它能夠幫助在垂死的類似太陽的恆星的燃燒灰燼裡產生水。當低質量或者中等質量的恆星，類似太陽，到達生命的終點時，它們最終可能會變成密集的白矮星。在這個過程中，它會向太空噴射外層塵埃氣體層，從而創造某種名為行星狀星雲的千變萬化錯綜複雜的圖案。
行星狀星雲其實與行星並無太大關係，它是由18世紀的天文學家威廉·赫歇爾（William Herschel）命名的，因為他透過望遠鏡觀測這些星雲時發現它們看起來像模糊的圓形天體，有些像太陽系內的行星。
兩個世紀之後，以赫歇爾為名的空間天文臺觀測的行星狀星雲獲得了一項出人意料的發現。和更重的恆星經歷的劇烈超新星爆炸一樣，這些催生行星狀星雲的恆星的死亡豐富了恆星環境，提供了更多元素以孕育下一代恆星的出生。
雖然超新星一般「鍛造」最重的元素，但行星狀星雲卻包含大部分較輕的「生命元素」，例如碳、氮、氧，主要是通過母星的核聚變所產生的。類似太陽的恆星會在幾十億年的時間內緩慢的燃燒內核裡的氫。然而一旦燃料耗盡，中央恆星就會膨脹形成紅巨星，變得非常不穩定並拋射外層物質形成行星狀星雲。
恆星剩餘的內核最終會變成炙熱的白矮星，朝周圍環境釋放紫外線輻射。密集的輻射可能會摧毀恆星之前拋射物質的分子，後者往往在行星狀星雲的外圍堆積成塊狀物或者物質環。據稱殘酷的輻射也會限制這片區域裡新分子的形成。
然而，在利用赫歇爾進行的兩項單獨研究裡，天文學家發現了在這樣殘酷的環境裡對水的形成至關重要的分子，甚至可能要依賴這一分子以形成水。這個名為OH+的分子是單個氧原子和氫原子組成的帶正電分子。
在其中一項由荷蘭萊頓大學的伊莎貝爾·阿萊曼（Isabel Aleman）博士帶領的研究中，科學家們對11個行星狀星雲進行了分析並在其中三個上發現了這個OH+分子。這三顆行星的相關之處在於它們都環繞著最炙熱的恆星運行，後者溫度超過100000攝氏度。
「我們認為其中至關重要的線索在於密集塵埃氣體塊狀物的存在，後者被炙熱中央恆星釋放的紫外線和X射線所照亮。」 阿萊曼博士這樣說道。「這種高能量輻射與物質塊發生相互作用，從而引發了化學反應，導致了這些分子的形成。」
與此同時，另一項由西班牙馬德里材料科學學院的米雷婭·伊特撒路澤（Mireya Etxaluze）博士帶領的研究關注於螺旋星雲，後者是距離太陽系最近的行星狀星雲之一，大約700光年遠。這一星雲的中央恆星質量大約是太陽的一半，但它的溫度高達120000攝氏度。被驅逐的恆星外殼包含大量不同的分子類型，後者在可見光圖片裡看起來像人眼。
赫歇爾描繪了整個螺旋星雲裡至關重要的分子的存在，結果發現它大量存在於一個特殊的區域——之前由恆星噴射出的一氧化碳最容易被強烈紫外線輻射所摧毀的地區。一旦氧原子脫離一氧化碳分子，它們就可以自由的形成氧-氫分子，這進一步支持了紫外線輻射會促進它們的產生的假說。
這兩項研究首次鑒別了行星狀星雲裡水形成所需要的至關重要的分子，儘管具體的環境條件是否支持水形成過程的繼續發展目前仍不清楚。「螺旋星雲的臨近性意味著我們在宇宙家門口有一個天然的實驗室，能夠允許我們細節的研究這些天體的化學特性，以及它們在通過星際介質回收分子的過程中所起的作用。」 伊特撒路澤博士這樣說道。「赫歇爾一直在追蹤整個宇宙裡水的蹤跡，從恆星形成雲到太陽系內的小行星帶。」歐洲宇航局赫歇爾項目科學家高蘭·皮爾布拉特(Goran Pilbratt)這樣說道。「現在我們發現，類似太陽的恆星促進了宇宙裡水的形成，即使是在它們生命的終結期。」
由阿萊曼博士帶領進行的《赫歇爾行星狀星雲調查（HerPlaNS），首次在行星狀星雲裡檢測到OH+》，以及伊特撒路澤博士帶領進行的《赫謝爾光譜描繪螺旋星雲（NGC7293）：延伸一氧化碳光離解和OH+釋放》都被發表在期刊《天文學與天體物理學》上。
HerPlaNS是對11個行星狀星雲的調查，旨在通過追蹤塵埃氣體組成部分，研究星周物質的形成和進化。HerPlaNS小組是由美國丹佛大學的俊彌友它（Toshiya Ueta）帶領的。
進化恆星的質量損失(Mass loss of Evolved StarS，簡稱MESS)聯合小組研究了一系列進化恆星（包括行星狀星雲），從而更好地理解這些天體的質量損失，噴射物質的塵埃氣體化學過程，以及塑造星雲的過程。MESS是由比利時皇家天文臺的馬丁•格林維根（Martin Groenewegen）帶領的，而科研小組裡行星狀星雲的研究則是由比利時皇家天文臺的彼得•范•霍夫（Peter van Hoof）帶領進行的。
|
分享至 Facebook
分享至 Twitter
分享至 Plurk
分享至 Google+
Google 書籤
QQ 書籤
張貼至 myshare
轉寄好友
分享至 Facebook
分享至 Twitter
分享至 Plurk
Google Bookmarks
收藏到 QQ 書籤
張貼至 myshare
轉寄好友
LinkedIn
Netlog
Hi5
MySpace
Google+
Weibo
這張赫謝爾圖片是利用SPIRE設備在250毫米波長下拍攝的螺旋星雲。