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论文作者:C. Sandin 期刊:《天文学与天体物理学》 发布时间:2008-9-18 9:40:33
星云光晕圈揭示恒星消逝过程

 
据美国《每日科学》报道,德国科学家近日对银河系内多个星云进行了细致观测,在整个观测过程中科学家们对行星星云光晕圈做出了全方位跟踪观察,他们发现行星星云光晕圈揭示出了恒星消逝的许多重要线索。
 
据介绍,德国波茨坦天体物理研究所的天文学研究团队是整个项目的主办方,该团队的工作人员近一段时间以来,对银河系内的蓝雪球星云(the Blue Snowball Nebula (NGC 7662))、闪烁的行星状星云(the Blinking Planetary Nebula (NGC 6826))以及著名的猫头鹰星云(the Owl Nebula (NGC 3587))进行了跟踪观察,而在这跟踪观察过程中,科学家们也找到了行星星云光晕圈与恒星爆炸消亡的内在联系。
 
科学家们介绍,超新星在爆炸过程中释放出大量能量的同时,同时也能够产生强烈的恒星风(Stellar Wind)。恒星风是恒星表面发出的物质流,是恒星质量流失的一种手段。恒星风在所有恒星中都普遍存在,但速度和强度有很大差别。科学家认为,在爆炸过程完成之后,炽热的恒星内核形成了白矮星,而剩下的部分则被分散至星际间介质中去,而此时的星际介质则会充满了各种各样的化学成分元素,包括炭、氦等元素。由于这些元素成分长期游离于宇宙当中,它们对于宇宙中大大小小的恒星十多亿年的生命进程有着极为重要的影响。而与此同时,白矮星所不断释放出的高能辐射线在一个极短的时间内将这些气体尘埃的亮度点燃值最大,而这样做的最直接后果就是,它们最终产生了宇宙中最为绚丽惊异的天文学现象——行星状星云。科学家表示,恒星在爆炸过程中消耗释放了极大一部分质量,而这一复杂的现象直接导致的后果就是,行星状星云发展分化为两部分,第一部分为密集浓厚的内层;而另一部分则就是光晕外层,而在这个光晕外层中,它也包含着已经被离子化的恒行风。总而言之,行星状星云的形成过程极为短暂,在天文学上来说更是如此,而形成之后的几千年内都会发光可以被观测到,但是被观测到的时间范围也仅仅停留在几千年内,除此之外的时间内,行星状星云都犹如隐形一般不能被人们所察觉。因此目前来说,宇宙中所能够被人类研究的行星状星云极为少见,而更不要说行星状星云光晕的观测研究了。
 
据介绍,银河系域外行星状星云光晕光亮度更是极为微弱以及难以研究观测,但是科学家认为这些域外的行星状星云光晕虽然难以观测,但是如果最终成功被人们跟踪,并加以深入研究的话,它们将可以向人类提供关于恒星最终释放自身质量阶段的大量信息。尽管当前还有许多工作要进行深入探索,例如对行星进化过程以及质量突然大量损耗方面的理解还极为不透彻,恒星最终耗尽质量阶段的观测过程也十分晦涩不清。但是科学家们都十分有信心地表示,如果能够突破其中的几个关键性领域的话,我们最终将能够攻克下恒星、行星状星云等多个棘手甚至看似不可能完成的研究工作。
 
科学家们介绍,他们之所以近段时间以来能够成功追踪观测到这些行星状星云,积分领域光谱(Integral field spectroscopy)仪器是其中必不可少的环节,它在工作人员们的整个研究过程中可谓是立下了汗马功劳。据介绍,积分领域光谱研究是近年来宇宙观测工作的一个重要研究手段,科学家们通过这台仪器,对宇宙中成百上千种光谱数据进行了分析研究。而该台仪器对于宇宙观测研究领域来说的最为重要的一个突破就在于,它向科学家们揭示了许多目前未知或者无从下手研究的星际现象的研究思路,例如行星状星云这样难以被科学家们所研究透彻的星空现象都在该一起的帮助下,显得并不是那么遥不可及了。此外,在积分领域光谱仪的帮助下,科学家们从这些行星状星云的研究中延伸并找到“温度结构”这一现象,“温度结构”这一现象在恒星中心地带以及光晕外层都有发现,光晕由外层至内层的这一结构中,温度急剧变化增加。德国天文学家萨丁(Sandin)认为,“温度急剧变化这一现象可以被认为是光晕被离子华的一个延伸现象,而这与恒星的消亡、及大部分质量的释放都有很大的关系。通过我们对宇宙中这些气态成分的分析,我们可以直接分析出恒星质量的释放程度,你要知道这可是一个了不起的研究结果,因为这是我们第一次能够在恒星以及光晕研究中取得如此大的突破。”科学工作者介绍,他们目前已经找到许许多多看似巧合但是必然的联系,而这些研究结果也将直接导致我们对于恒星以及星云研究领域思路的极大一次拓展,我们目前分析认为,恒行质量在其爆炸的后期释放速度不断地增加,最终达到一个顶峰;而这个后期不断增加的质量释放速度则与4-7个因素密切相关。
 
据介绍,整个宇宙科学考察团队还在对行星状星云继续进行着观测研究,以及深入探究恒星在最后质量消耗阶段的动态细节;此外,麦哲伦星系星云则是他们下一步所要观测的重点。而科学工作者们甚至表示下一步的工作将会有令人惊异的探索结果出现,而这些结果将极有可能改变当前的许多研究结果,他们将拭目以待这一天的到来。据介绍,德国科学团队的最新研究成果将发表在最新一期的世界天文物理权威期刊《天文学与天体物理学》(Astronomy and Astrophysics)中。(来源:搜狐科学 尚力)
 
(《天文学与天体物理学》(journal Astronomy and Astrophysics),486, 545-567,C. Sandin,A. Monreal-Ibero)
 
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