哈勃望远镜捕捉到了史无前例的黄貂鱼星云衰落-“这非常非常戏剧性而且非常怪异”

这段视频显示了被NASA哈勃太空望远镜捕捉到的二十年之久的行星状星云Hen 3-1357(绰号黄貂鱼星云)的剧烈变化。最初是在1996年看到星云,气体的细丝和卷须在其中心发出明亮的蓝色。气体的波浪形外边缘在宇宙的黑暗背景下也很突出。然后,将1996年的肖像转换为哈勃2016年的图像,该图像显示出星云暗淡,缺少明显的波浪状边缘。

伟大的事情需要时间。当涉及到宇宙中的许多过程时,这是正确的。例如,恒星(宇宙的组成部分)形成需要数百万年的时间。然后,许多恒星持续了数十亿年,直到它们死亡,并开始喷射出会在广阔空间(我们称为星云)中发光的气体壳。实时捕获其中某些过程可能非常罕见。

对我们来说幸运的是,似乎从一开始就注定要在人群中脱颖而出的黄貂鱼星云(Hen 3-1357)必将在人群中脱颖而出。哈勃在罕见地窥视了中央恒星生命的最后阶段之后,于1998年将其称为已知的最年轻的行星状星云。现在,距第一次拍摄快照已经20年了,黄貂鱼星云又一次以不同的原因再次吸引了天文学家的注意力。

2016年的图像显示出一个星云,在过去的二十年里,星云已大大消失。此外,围绕中心恒星的气体壳已发生变化,不再像以前那样脆。以前从未如此清晰地捕获过这样的变化。

这张图片比较了相隔20年的美国国家航空航天局哈勃太空望远镜捕获的黄貂鱼星云的两个截然不同的肖像。左图是1996年3月用“广角和行星照相机2”拍摄的,显示了星云处于生命最后阶段的中心恒星。与2016年1月使用广角相机3拍摄的右侧星云图像相比,垂死恒星喷出的气体要明亮得多。黄貂鱼星云位于南部星座Ara(祭坛)的方向。

天文学家们罕见地观察到一颗正在老化的恒星周围迅速消失的气体。美国宇航局哈勃太空望远镜的档案数据显示,绰号为“黄貂鱼星云”的恒星3-1357星云在过去的二十年中急剧消失。研究人员说,目睹如此快速的行星状星云变化非常罕见。

与1996年拍摄的哈勃望远镜相比,哈勃望远镜在2016年拍摄的图像显示出一个星云,该星云的亮度急剧变暗并且形状发生了变化。明亮的蓝色荧光卷须和朝向星云中心的气体丝几乎消失了,而以该水星为主题的星状波纹边缘几乎消失了。年轻的星云不再在广阔宇宙的黑色天鹅绒背景下弹出。

黄貂鱼星云的罗盘图片,1996年。

西班牙格拉纳达安达卢西亚天文台的研究团队成员马丁·格雷罗(MartínA. Guerrero)说:“这是非常,非常戏剧性和非常奇怪的。”“我们目睹的是星云的实时演化。在过去的几年中,我们看到了星云的变化。我们以前从未清楚地看到过这种观点。”

研究人员发现,星云中心垂死的恒星将氮,氢和氧的发光发射出去的光发生了前所未有的变化。在1996年至2016年之间,尤其是氧气排放的亮度降低了近1,000倍。

2016年黄貂鱼星云的罗盘图像。

这项新研究的负责人,华盛顿大学西雅图分校的布鲁斯·巴里克说:“星云已经发生了变化,但是这里我们所看到的是星云的基本结构发生了变化。”“在大多数研究中,星云通常会变大。在这里,它从根本上改变了形状并变得越来越暗淡,并且在前所未有的时间范围内做到了。而且,令我们惊讶的是,它并没有增长。确实,曾经明亮的椭圆形内环似乎在逐渐消失。

在地面上对其他行星状星云的观测显示出亮度随时间变化的迹象,但这些猜测至今尚未得到证实。只有哈勃才能解决这个微小星云的结构变化。这份新论文检查了哈勃档案馆中每只黄貂鱼星云的图像。

“由于哈勃的光学稳定性,我们非常非常有信心这个星云的亮度会随着时间而变化,”格雷罗补充说。“只有哈勃的视敏度才能证实这一点。”

这张图片显示的是由美国宇航局哈勃太空望远镜于1996年3月拍摄的行星星云亨利3-1357,绰号黄貂鱼星云。该图像捕捉到了中央恒星生命的最后阶段,垂死的恒星将飞散的气体包裹起来。该图像捕获了处于幼年期的黄貂鱼星云,天文学家将其称为已知最年轻的行星状星云。在此图像中,显示的颜色表示氮(红色),氧(绿色)和氢(蓝色)发出的光。

研究人员指出,星云的快速变化是对它的中心恒星SAO 244567的反应,它由于温度下降而膨胀,从而发出较少的电离辐射。

现在由德国波茨坦大学的尼科尔·莱因德尔(Nicole Reindl)和一组国际研究人员在2016年进行的一项研究,也利用哈勃数据,指出黄貂鱼星云中心的恒星SAO 244567本身就很特殊。

从1971年到2002年的观测表明,恒星的温度从不到40,000华氏度猛增到108,000华氏度,是太阳表面温度的十倍以上。现在,Reindl和她的研究团队已经证明SAO 245567正在冷却。Reindl推测温度跳跃是由于氦的短暂闪光引起的,该氦闪光发生在中心恒星核心周围的壳中。最近,这颗恒星似乎正在退后,进入恒星演化的早期阶段。

这张图片显示的是行星状星云Hen 3-1357,昵称为黄貂鱼星云,于2016年1月被美国国家航空航天局(NASA)的哈勃太空望远镜捕获。与1996年哈勃拍摄的第一张肖像相比,这张黄貂鱼星云的图像显示出其亮度和形状发生了巨大变化。当比较成像时,研究人员发现,星云中心垂死的恒星发射的氮(以红色显示),氢(以蓝色)和氧(以绿色)发射的光发生了前所未有的变化。

Reindl说:“我们很幸运能在那一刻看到它。”“在这样的氦壳闪光过程中,它非常迅速地演化,这意味着较短的演化时间尺度,因此我们通常看不到这些恒星是如何演化的。我们恰巧在正确的时间在那里发现了这一点。”

研究黄貂鱼星云快速衰落的小组目前只能推测这个年轻星云的未来将要储存什么。按照目前的衰落速度,估计星云在20或30年内几乎无法检测到。

哈勃太空望远镜是美国宇航局与欧洲航天局(ESA)之间国际合作的项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学运作。STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。

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