宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜获得了环形星云的图像，这是最著名的 行星状星云的例子之一。就像 韦伯最早的图像之一南环星云一样，环星云展示了垂死恒星最后阶段的复杂结构。卡迪夫大学的罗杰·韦森(Roger Wesson)向我们讲述了类太阳恒星恒星生命周期这一阶段的更多信息，以及韦伯观测如何为他和他的同事提供了对这些天体形成和演化的宝贵见解，暗示了双星伴星的关键作用。
“行星状星云曾经被认为是简单的圆形物体，中心有一颗垂死的恒星。它们因其在小型望远镜中看到的模糊的、类似行星的外观而得名。仅仅几千年前，那颗恒星仍然是一颗正在失去大部分质量的红巨星。作为最后的告别，炽热的核心现在 将排出的气体电离或加热，星云以五颜六色的光做出回应。然而，现代观测表明，大多数行星状星云都表现出惊人的复杂性。这就引出了一个问题：球形恒星如何创造出如此复杂而精致的非球形结构?
“环形星云是解开行星状星云一些奥秘的理想目标。它就在附近，距离大约 2,200 光年，而且明亮——在晴朗的夏夜，从北半球和南半球的大部分地区用双筒望远镜都可以看到它。我们的团队名为 ESSENcE(JWST 时代的演化恒星及其星云)团队，是一个由行星状星云和相关天体专家组成的国际团队。我们意识到韦伯观测将为我们提供宝贵的见解，因为环形星云非常适合韦伯 NIRCam(近红外相机)和 MIRI(中红外仪器)仪器的视野，使我们能够在前所未有的空间中研究它细节。我们的观察建议已被接受(一般观察员 计划 1558)，韦伯在 2022 年 7 月 12 日科学行动开始几周后拍摄了环形星云的图像。
“当我们第一次看到这些图像时，我们被其中的大量细节震惊了。这个明亮的星云环由约 20,000 个致密分子氢气团组成，每个团块的质量与地球相当。在环内，有一条狭窄的发射带，来自多环芳烃(PAH)——我们不希望在环星云中形成的复杂的含碳分子。在明亮的光环之外，我们看到奇怪的“尖峰”直接指向远离中心恒星的地方，这些尖峰在红外线中很突出，但在哈勃太空望远镜图像中只能非常微弱地可见。我们认为这些可能是由于在环最密集部分的阴影中形成的分子造成的，在那里它们免受来自炽热中心恒星的直接、强烈的辐射。
“我们的 MIRI 图像为我们提供了迄今为止最锐利、最清晰的明亮环外微弱分子光环的视图。一个令人惊讶的发现是，在这个微弱的光环中存在多达十个规则间隔的同心特征。当中心恒星脱落其外层时，这些弧必定大约每 280 年形成一次。当一颗恒星演化成行星状星云时，据我们所知，没有任何过程具有这样的时间周期。相反，这些光环表明该系统中一定有一颗伴星，它的轨道与中心恒星的距离就像冥王星与太阳的距离一样远。当垂死的恒星摆脱大气层时，伴星塑造了流出物并雕刻了它。以前的望远镜没有足够的灵敏度和空间分辨率来揭示这种微妙的效应。
“那么球形恒星是如何形成像环形星云这样结构复杂的星云呢?来自双星伴侣的一点帮助很可能是答案的一部分。”
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上迄今为止建造的最大、最强大、最复杂的太空科学望远镜。韦伯将解开太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，并探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由 NASA 及其合作伙伴 ESA(欧洲航天局) 和 加拿大航天局领导的一项国际计划。
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