韦伯观察到的恒星的混乱死亡

南环星云(NIRCam 和 MIRI 图像并排)。 NASA 的詹姆斯韦伯太空望远镜提供了截然不同的南环星云视图。每幅图像都结合了来自三个滤光片的近红外和中红外光。 在左边,韦伯拍摄的南环星云图像突出显示了围绕着两颗中央恒星的非常热的气体。 在右边,韦伯的图像描绘了恒星分散的分子外流,这些分子外流已经到达更远的宇宙。 在左图中,蓝色和绿色被分配给韦伯在 1.87 和 4.05 微米(F187N 和 F405N)拍摄的近红外数据,红色被分配给韦伯在 18 微米(F1800W)拍摄的中红外数据。 在右图中,蓝色和绿色分配给韦伯在 2.12 和 4.7 微米(F212N 和 F470N)拍摄的近红外数据,红色分配给韦伯在 7.7 微米(F770W)拍摄的中红外数据。 图片来源:NASA、ESA、CSA 和 O. De Marco(麦考瑞大学)

大约 2,500 年前,一颗恒星喷射出大部分气体,形成了美丽的南环星云 NGC 3132,它被选为詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 的前五个图像包之一。

来自欧洲、北美洲、南美洲和中美洲以及亚洲 66 个组织的近 70 名天文学家组成的团队使用 JWST 图像拼凑出这颗恒星的死亡过程。

“它的大小几乎是我们太阳的三倍,但要年轻得多,大约有 5 亿年的历史。它产生了从喷射点向外膨胀的气体罩,并留下了一颗残余的致密白矮星,其质量约为太阳的一半太阳的大小,但大约有地球那么大,”麦格理大学天文学、天体物理学和天体光子学研究中心的论文第一作者 Orsola De Marco 教授说。

“我们惊讶地发现有两三颗伴星可能加速了它的死亡,还有一颗‘无辜的旁观者’恒星被卷入了相互作用,”她说。

该研究基于 JWST 图像,辅以来自智利 ESO 甚大望远镜、墨西哥圣佩德罗德马尔蒂尔望远镜、盖亚太空望远镜和哈勃太空望远镜的数据。

它为未来的 JWST 星云观测铺平了道路,提供了对包括碰撞风和双星相互作用在内的基本天体物理过程的洞察,并对超新星和引力波系统产生了影响。

该论文今天发表在《自然天文学》上。

“当我们第一次看到这些图像时,我们知道我们必须做点什么,我们必须调查!社区聚集在一起,从这张随机选择的星云图像中,我们能够辨别出比以往任何时候都精确得多的结构。承诺詹姆斯·韦伯太空望远镜令人难以置信,”兼任国际天文学联合会行星状星云委员会主席的德马尔科说。

天文学家在线收集并围绕中红外图像开发理论和模型,以重建恒星是怎样死亡的。

在星云的中心闪耀的是一颗超热的中央恒星,它是一颗已经耗尽氢的白矮星。 “这颗恒星现在又小又热,但周围环绕着凉爽的尘埃,”来自美国罗切斯特理工学院的另一名团队成员乔尔卡斯特纳说。 “我们认为,我们看到到处都是的所有气体和尘埃一定来自那颗恒星,但它被伴星抛向了非常特定的方向。”

还有一系列的螺旋结构从中心向外移动。 这些同心拱将在伴星围绕中心恒星运行时形成,同时它正在失去质量。 另一个同伴在更远的地方,也可以在图片中看到。

查看数据的三维重建,该团队还看到了当天体以射流形式喷射物质时可能出现的成对突起。 它们是不规则的,并朝不同的方向射出,可能暗示在中心有三颗星的相互作用。

德马尔科说。 “我们首先推断出存在 close 伴星是因为中央恒星周围的尘埃盘,形成拱门的更远伴星以及您在图像中可以看到的超远伴星。 一旦我们看到喷流,我们就知道中心必须有另一颗甚至两颗恒星,所以我们相信有一两个非常 close 同伴,另外一个在中距离,一个在很远的地方。 如果真是这样,那么参与这场乱七八糟的死亡的对象,就有四五件了。”