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[分享] 噴泉星雲中發現與噴流有關的螺旋結構
美國噴射推進實驗室(JPL,Jet Propulsion Laboratory)Raghvendra Sahai、凱克望天文台D. Le Mignant、R.D. Campbell、F.H. Chaffee及加州理工學院的C. Sánchez Contreras等人,利用位在夏威夷冒納基亞山頂凱克天文台(W. M. Keck Observatory)的10米望遠鏡凱克二號(Keck II Telescope),在以自適應光學(adaptive optics,AO)系統調節大氣擾動後,取得了垂死之星IRAS16342-3814的詳細影像(如右圖),可讓天文學家仔細研究類似太陽的普通恆星步入死亡之途時會有什麼景象。
類太陽恆星(Sun-like stars)在穩定且平淡地供應光與能量幾十億年之後,外層大氣逐漸向外擴散、核心則形成白矮星,當外散的雲氣受核心紫外輻射的照射後發光,在恆星周圍便形成所謂的「行星狀星雲(planetary nebulae,PN)」,這些星雲約可存在千年之久。PN會因恆星周遭的太空環境不盡相同,而有不同的外型,有的呈現球狀,有的呈現蝴蝶狀、有的呈現啞鈴狀,不論形狀如何,都一樣的美麗。不過,天文學家對於何種太空環境會造成什麼樣形狀,並不十分清楚。
IRAS16342-3814俗稱為「噴泉星雲( Water-Fountain Nebula)」,離地球約6500光年,位在天蝎座方向。從右上照片可見星雲有兩片由氣體與灰塵的雲氣組成的亮瓣,每一片的寬度都可達2000AU(天文單位)左右,而兩片亮瓣中心則躲藏著正步向生命終點的恆星,不過被濃密的塵埃線(dust lane)遮擋而看不到。凱克二號望遠鏡和AO系統,係以近紅外波段觀測,因此可以穿透密度較低的灰塵,觀測到星雲較深的區域。結果發現亮瓣中有明顯的螺旋狀結構(如左上圖虛線標示)。Sahai等認為:螺旋結構應該是星雲中其實有高速噴流,且此高速噴流會規律地進動(precession),亦即:噴射方向會逐漸改變,因而形成螺旋狀的樣貌。這個螺旋結構於是成為近來提出的假設理論:「大部分行星狀星雲的形狀與其噴流有關」的直接證據。
噴泉星雲的這項觀測結果顯示:在垂死之星旁,也和其他常見的天文現象一樣擁有噴流,這點讓天文學家相當興奮,因為理論上,垂死之星擁有噴流的時間約只有數千年而已,對宇宙137億年的時間而言,如眨眼般短暫,此外噴流結構通常很緊密,再者偶而才會有一次噴發活動,且處在背景是相當明亮的星雲中,因此相當不易觀測到。
目前天文學家希望在未來幾年中,能利用不同的濾鏡來取得噴泉星雲的細節,以確定星雲的物理特徵,並測量螺旋狀結構物質的物理運動,希冀能縮小星雲外型形成過程的「猜測」範圍。
出處來源:http://www.tam.gov.tw/news/2005/200501/05011503.htm
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