
一 一个形状像人类头骨的物体再次引起了天文界的关注。这就是PMR 1星云,俗称骷髅星云或“裸露的骷髅”,它是一团围绕着一颗垂死恒星的气体和尘埃云,已被以前所未有的细节水平观测到。 詹姆斯·韦伯太空望远镜.
在以下方面做出的新观察: 利用NIRCam和MIRI仪器进行近红外和中红外观测。这些技术使我们能够穿透先前遮蔽部分结构的尘埃层。最终得到的图像呈现出一个令人不安的轮廓:两个形似眼窝的黑色空腔,以及一条将云层分割成两个半球的垂直带状区域,使其看起来非常像一个包裹在透明头骨中的大脑。
PMR1星云早在十多年前就被探测到了。 斯皮策太空望远镜虽然也是来自 NASA,但韦伯望远镜的数据质量彻底改变了我们对它的看法。 目前的分辨率增强了它的“解剖学”外观。气体和尘埃的不同区域之间的边缘更加清晰,对比也更加鲜明。
除了视觉冲击力之外, 詹姆斯·韦伯望远镜拍摄的图像将这片星云变成了一个天然实验室。 为 研究中等质量恒星的最后阶段就像数十亿年后的太阳本身也可能如此一样。收集到的数据正由世界各地的研究团队进行分析,其中包括由参与此次任务的欧洲航天局(ESA)协调的欧洲研究团队。
由两个完全分离的层组成的结构

航天机构发布的数据显示 PMR 1 包含两个主要部分 这些反映了中心恒星演化的不同阶段。一方面,存在一个较为弥散且范围更广的外层包层,主要由早期质量损失阶段喷射出的氢气构成。另一方面,存在一个更为复杂的内部区域,其中包含丝状结构、气体结和尘埃聚集区,这些都形成了不规则的形状。
在用 近红外相机的外壳轮廓呈现出非常浅的色调其外部近乎白色,而内部则呈现橙色调,橙色区域标示着温度较高或密度较大的物质聚集之处。这种颜色差异是由于气体在近红外波段发射和散射光的方式造成的。
的愿景 MIRI(中红外光谱仪)是一种对中红外光敏感的仪器,它主要探测宇宙尘埃。在这种情况下,外层气泡呈现明亮的蓝色,而中心区域则呈现象牙色调和非常致密的结构。通过比较这两个波长,天文学家可以更好地区分星云的哪些部分主要由电离气体组成,哪些区域充满微小的固体颗粒。
据参与研究的科研团队称, 这些层的共存表明这颗恒星经历了多次物质喷射事件。最初的喷射物会形成最广泛的包层,主要由氢组成;而后来的阶段会形成内部云团,其中富含不同气体和尘埃的混合物,并在恒星风和辐射的影响下重新组织。
这种类型的配置在以下情况下可以观察到: 各种行星状星云 来自欧洲和其他大洲的学者,但是 PMR 1 在骷髅星云中清晰可见,使其成为一个标杆案例。 比较关于恒星在其生命末期如何损失质量的理论模型。
暗带和可能的恒星物质喷流
令研究人员最感到惊讶的细节之一是: 贯穿星云中心的暗带呈垂直方向这条线在视觉上将结构分成两个几乎对称的半球,强化了透过打开的头骨看到大脑被分成两个脑叶的感觉。
根据美国宇航局和欧洲航天局发布的官方信息, 这条漫画可能与一次剧烈的物质喷射事件有关。 从中心恒星喷出。在许多终端星系中,人们探测到两股喷流朝相反方向喷出,塑造着周围的气体,并雕刻出延伸至整个星云的暗色通道。
在用MIRI拍摄的图像顶部,可以看到内部的气体。 像流体穿过外层一样向外排放专家认为,我们可能看到的是一个非常动态过程的凝固瞬间,在这个过程中,射流在周围物质中打开了一个缝隙,从而产生了那种垂直的“疤痕”。
也可能是,聚集在带状区域内密度更高、温度更低的尘埃也对此有所贡献。 阻挡部分红外辐射增强与邻近区域的对比。流动几何形状、物质密度以及相对于地球视线的方向等因素的综合作用,使得结果解读变得复杂,因此,研究人员正在对亮度、颜色和光谱进行详细分析,以揭示该区域究竟发生了什么。
总之,这支乐队的出现强化了以下观点: PMR 1 不是一个静止的星云但这是一系列仍在进行中的过程的结果,在这个过程中,随着恒星耗尽其最后的燃料储备,气体排出、结构形成和物质重组阶段交替进行。
一颗垂死的恒星,命运未卜。
PMR 1星云形成于 中心恒星核心的核燃料开始耗尽。在这种类型的恒星中,稳定性的丧失会导致外层物质被抛射到太空中,与恒星的整个生命周期相比,这些外层物质会在相对较短的时间内被抛射到太空中。
在当前阶段,这颗恒星已经处于演化的非常高级阶段。 它被自身喷出的气体和尘埃云所包围。……与此同时,它的核心正遭受压缩和加热。这个天体的未来很大程度上取决于它的质量,而这个参数尚未被精确测定以结束争论。
如果这颗恒星的质量足够大, 理论模型考虑了他生命终结的可能性 超新星爆发在这种情况下,星云中的一些物质可能会被爆发重新排列或扫走,恒星的残骸可能会变成中子星,甚至变成更致密的物体。
另一方面,如果质量比较适中,与太阳的质量范围相似, 最有可能的情况是,这颗恒星会继续失去层层结构,直到最终变成一颗白矮星。那个密度与地球大小相仿的星核会在数十亿年内缓慢冷却,而星云则会逐渐消散到星际介质中。
詹姆斯·韦伯太空望远镜收集的数据,以及来自欧洲和其他地区地面望远镜的补充观测数据,应该有助于…… 改进质量和温度估算 中心恒星的信息。这些信息对于理解该系统的生命周期以及 PMR1 在其所在星系区域未来格局中所扮演的角色至关重要。
红外线、幻想性错觉以及宇宙“面孔”背后的科学
这些图片之所以吸引如此多的公众关注,其中一个原因是……这种心理现象。 旁白我们的大脑倾向于在随机形状中识别熟悉的模式——面孔、轮廓、日常物品。在头骨星云中, 深色的空腔、中央的条带和外壳组合在一起,强烈地让人联想到人脸或大脑。.
美国国家航空航天局和其他机构过去已经发布过这些信息。 星云照片酷似蝴蝶、手、动物甚至脚印所有这些现象都是由于人们倾向于将熟悉的图像投射到气体和尘埃结构上造成的。在这种情况下,由于其惊人的相似性,它被昵称为“裸露的头骨”,但天文学家坚持认为,我们所看到的是与恒星生命终结相关的自然过程。
在引人注目的美学背后,蕴藏着巨大的科学价值。 詹姆斯·韦伯望远镜探索的红外波段,使得研究可见光无法到达的区域成为可能。由于尘埃阻挡了部分可见光谱,但允许大部分红外光谱通过,因此可以分析化学元素的分布情况、气体的冷却情况以及这些星云在星系内物质循环中的作用。
从欧洲的角度来看,参与 欧洲航天局参与了韦伯望远镜的研发和运行。 它确保了整个欧洲大陆的研究团队能够优先获取数据。西班牙和其他欧盟国家的研究中心正在利用这类观测数据来研究电离气体的物理特性、尘埃的形成以及恒星演化最后阶段的喷射动力学。
这绝不仅仅是一张引人注目的社交媒体图片, 头骨星云已成为一个重要的案例研究对象。 了解类似太阳的恒星如何将物质返回太空。这些富含物质的气体,随后与其他星际云混合,最终可以形成新一代的恒星和行星,从而完成恒星诞生和死亡的宇宙循环。
詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的 PMR 1 景象,在一个画面中概括了现代天体物理学的几个主要主题: 恒星的死亡、星云的复杂结构以及银河系中的物质循环在看似令人不安的骷髅漂浮在黑暗中的表象之下,实际观察到的是一个瞬态阶段,其中蕴含着极其丰富的物理现象,对这些现象的研究将在未来数年内持续为我们提供线索,以了解像我们太阳一样的恒星的命运。