在庆祝NASA哈勃太空望远镜发射31周年之际,天文学家将这个著名的天文台对准了一颗明亮 的 “名人星”,这是我们银河系中看到的最亮的恒星之一,被一团炽热的气体和尘埃包围着。

这颗名为船底座AG(AG Carinae)的恒星正在引力和辐射之间展开一场拉锯战,以避免自我毁灭。

在庆祝NASA哈勃太空望远镜发射31周年之际,天文学家将这个著名的天文台对准了一颗明亮 的 “名人星”,这是我们银河系中看到的最亮的恒星之一,被一团炽热的气体和尘埃包围着。
影像来源:NASA, ESA, STScI

围绕着这颗恒星的气体和尘埃的膨胀外壳约有5光年宽,这相当于从这里到太阳以外最近的恒星半人马座距离

这个巨大的结构是在大约1万年前的一次或多次大喷发中形成的。这颗恒星的外层被吹进了太空——就像一个沸腾的茶壶从壶盖上炸开一样。排出的物质大约是太阳质量的10倍。

这些爆发是一种罕见的恒星的典型生命类型,被称为亮蓝色变星,这是一颗超级明亮、迷人的恒星短暂生命中的短暂抽搐阶段,它活得快,死得早。这些恒星是已知的质量最大、最亮的恒星之一。它们的寿命只有几百万年,相比之下,我们太阳的寿命大约为100亿年。船底座AG有几百万年的历史,位于距离我们2万光年的银河系内。

明亮的蓝色变星表现出双重性格:它们似乎在平静的幸福中度过了数年,然后突然暴跳如雷。这些庞然大物是极端的恒星,与太阳等普通恒星迥然不同。事实上,据估计,船底座AG的质量比我们的太阳大70倍,发出100万个太阳一样耀眼的光芒。

“我喜欢研究这类恒星,因为我对它们的不稳定性很着迷。它们正在做一些奇怪的事情,”德国波鸿鲁尔大学的发光蓝变体专家克斯汀·韦斯(Kerstin Weis)说。

这些图像是由哈勃太空望远镜上的WFC3/UVIS仪器获得的不同曝光的组合。几个滤波器被用来对狭窄的波长范围进行采样。颜色是对每个单色(灰度)图像分配不同色调(颜色)的结果,与单个滤波器相关。
影像来源:NASA, ESA, STScI

像产生星云这样的大爆发,在发蓝色变星的一生中会发生一到两次。蓝色变星只有在面临超新星自我毁灭的危险时才会抛出物质。由于其巨大的形式和超热的温度,像海市蜃楼这样的蓝色变星正在为保持稳定性而进行一场持续的战斗。

这是一场恒星内部辐射压力向外推和重力向内压之间的扳手腕比赛。这种宇宙匹配导致了恒星的膨胀和收缩。向外的压力有时会赢得胜利,恒星膨胀到如此巨大的规模,就像火山喷发一样,它的外层被吹散。但这种爆发只发生在恒星即将分裂的时候。当恒星将这些物质抛出后,它会收缩到正常的大小,回到原来的位置,静止一段时间

这是一场来自恒星内部的辐射压力向外推和重力向内压的掰手腕比赛。这场宇宙比赛导致了恒星的膨胀和收缩。向外的压力偶尔会赢得战斗,恒星会膨胀到如此巨大的规模,以至于它的外层被炸掉,就像火山爆发一样。但是,这种爆发只发生在恒星濒临分裂的时候。在恒星喷出物质之后,它就会收缩到正常大小,重新稳定下来,并变得静止一段时间。

像其他许多发光的蓝色变星一样,船底座AG仍然不稳定。它曾经历过较小的爆发,但其威力却不如形成现在这个星的那次。

这个巨大的结构是在大约1万年前的一次或多次大喷发中形成的。这颗恒星的外层被吹进了太空——就像一个沸腾的茶壶从壶盖上炸开一样。排出的物质大约是太阳质量的10倍。哈勃望远镜资深项目科学家詹妮弗·怀斯曼博士带我们参观了这幅令人惊叹的新图像,介绍了望远镜目前的健康状况,并总结了过去一年中哈勃望远镜对天文学的一些贡献。
视频来源:NASA’s Goddard Space Flight Center
(字幕稍后附上)

虽然船底座AG现在处于静止状态,但作为一颗超热的恒星,它仍在继续喷出灼热的辐射和强大的恒星风(带电粒子流)。这股外流继续塑造着古老的星云,当流出的气体猛烈地射向移动较慢的外星云时,就会形成复杂的结构。这股风的速度高达每小时67万英里(100万公里/小时),大约是正在膨胀的星云的10倍。随着时间的推移,热风追上了较冷的被排出的物质,将其犁入,并将其推到离恒星更远的地方。这种“扫机”效应清除了恒星周围的空洞

红色物质是灼热的气与氮气混合。左上角弥漫的红色物质精确地指出了风穿过物质的脆弱区域并将其扫入太空。

最显著的特征,以蓝色突出显示,是蝌蚪状的丝状结构和不平衡的气泡。这些结构是被恒星反射光照亮的尘埃团。蝌蚪状的特征,在左侧和底部最为突出,是被恒星风雕琢过的更密集的尘埃团哈勃望远镜的敏锐视野详细地揭示了这些精致的结构。

这张照片是在可见光和紫外线下拍摄的。紫外线可以让我们更清楚地看到丝状尘埃的结构,它一直向下延伸到恒星。哈勃望远镜非常适合紫外线观测,因为这个波长范围只能从太空中观察到。

大质量恒星,比如船底座AG,对天文学家来说非常重要,因为它们对周围环境有着深远的影响。哈勃望远镜历史上最大的项目——作为基本标准的年轻恒星紫外线遗产库——正在研究年轻恒星的紫外线以及它们塑造周围环境的方式。

发光的蓝色变星非常罕见:在我们所在的相邻星系群的星系中,已知的只有不到50颗。这些恒星在这个阶段中花费了数万年,在宇宙时间中只是一眨眼的时间。许多恒星预计会在巨大的超新星爆炸中结束生命,这种爆炸使宇宙中的铁以外的重元素更加丰富。

哈勃琐事

哈勃太空望远镜于1990年4月24日发射升空,对大约48000个天体进行了150多万次观测。

在它31年的寿命中,该望远镜已经环绕地球运行了超过18.1万圈,总里程超过45亿英里。

哈勃望远镜的观测产生了超过169兆兆字节的数据,这些数据可供现在和未来的研究人员使用。

使用哈勃数据的天文学家已经发表了超过1.8万篇科学论文,其中900多篇发表于2020年。

哈勃太空望远镜是NASA和ESA(欧洲航天局)之间的一个国际合作项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩市的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学操作。STScI是由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/hubble-captures-giant-star-on-the-edge-of-destruction

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