今非昔比的刺魟星雲,到底發生了什麼?讓我們來看看

逐漸淡出人類視野的刺魟星雲

哈勃望遠鏡拍攝到迅速暗淡的刺魟星雲

美國太空總署(NASA)哈勃太空望遠鏡拍攝的照片顯示,刺魟星雲正空前迅速地失去其璀璨奪目的光華。

編號為Hen3-1357的刺魟星雲是目前已知最年輕的行星狀星雲。但在前後相間隔20年的照片裡,它的形狀和亮度都發生了鉅變。NASA的報告稱,刺魟星雲那曾經明亮耀眼的藍色雲氣幾乎已消散殆盡。

來自西班牙安達盧西亞天體物理學院的天文學家馬丁·格魯羅參與了該項正在進行的研究,他在報告中指出:「這一變化相當驚人,且非常奇怪。這是一個星雲實實在在經歷的演化過程,我們在數年間觀測到如此清晰的變化,這是從未有過的。」

圖集:形狀奇異的星雲,你看它們都像什麼?

哈勃太空望遠鏡分別於1996年和2016年拍攝的刺魟星雲,照片顯示星雲的形狀和亮度在20年間發生了巨大的變化。(圖片來源:美國太空總署(NASA)/歐洲航天局(ESA)/布魯斯·巴里克(B。Balick,華盛頓大學)/馬丁·格雷羅(M。Guerrero,安達盧西亞天體物理學院)/吉拉爾多·拉莫斯拉里斯(G。Ramos-Larios,瓜達拉哈拉大學))

研究人員比較刺魟星雲1996年與2016年的照片後發現,較早的照片裡氫氣雲團圍繞著星雲的核心,發出璀璨的藍光;而2016年的照片裡這些雲氣則幾乎消散殆盡,星雲因此顯得小而且黯淡,其賴以成名的波浪狀裙邊也變得模糊不清。

「我們不是第一次觀測到星雲的變化,但這次的特別之處是星雲的基本結構都改變了。」來自華盛頓大學西雅圖分校、主導此項研究的天文學家布魯斯·巴里克在報告中指出。

構成刺魟星雲的氣體和塵埃源自其核心的恆星,SAO 244567。一般情況下,恆星膨脹時會持續釋放出熱量,使這些氣體和塵埃充分電離而熠熠生輝。

圖為哈勃望遠鏡於1996年3月拍攝的行星狀星雲Hen 3-1357(俗稱刺魟星雲),當時星雲尚在形成初期,被認為是最年輕的行星狀星雲。(圖片來源:美國太空總署(NASA)/歐洲航天局(ESA)/布魯斯·巴里克(B。Balick,華盛頓大學)/馬丁·格雷羅(M。Guerrero,安達盧西亞天體物理學院)/吉拉爾多·拉莫斯拉里斯(G。Ramos-Larios,瓜達拉哈拉大學))

然而,從哈勃望遠鏡的照片上可以看出,這顆垂死恆星釋出的氮、氫、氧氣的光芒發生了劇變。據該研究報告,1996年到2016年間,其中氧氣的亮度減小了1,000倍。

「大量研究表明星雲通常會膨脹變大,但刺魟星雲卻在變暗的同時基本形狀也改變了,而且在這麼短的時間內發生,這是前所未有的。」巴里克如是說。「更有甚者,我們很驚訝地發現它非但沒有變大,恰恰相反,星雲內部曾經明亮的橢圓光環似乎都萎縮黯淡了。」

在1996年拍攝的照片裡,恆星的周圍雲氣瀰漫,光華灼灼。研究人員認為那代表SAO 244567即將終結它的生命。

不過,現在看來恆星SAO 245567的演化過程似乎發生了逆轉。近期的觀測發現刺魟星雲明顯變暗,星雲裡最明亮的部份非但沒有持續擴大,反而縮小了。相信這是由於恆星的冷卻造成的,而恆星冷卻時減少了能使雲氣變熱發光的紫外線電磁輻射的釋出。

圖為哈勃太空望遠鏡攝於2016年1月的刺魟星雲,其亮度和形狀較1996年時都有巨大變化。(圖片來源:美國太空總署(NASA)/歐洲航天局(ESA)/布魯斯·巴里克(B。Balick,華盛頓大學)/馬丁·格雷羅(M。Guerrero,安達盧西亞天體物理學院)/吉拉爾多·拉莫斯拉里斯(G。Ramos-Larios,瓜達拉哈拉大學))

早些時候由波茨坦大學的妮可·瑞因德爾主導的一項研究表明,1971年到2002年間,恆星SAO 245567的溫度從不到華氏40,000度驟升至華氏108,000度。該研究報告稱,這很可能是由於恆星核心爆發的劇烈氦閃,它使得刺魟星雲在1996年時較為明亮,而後迅速變得黯淡。

瑞因德爾在報告中解釋道:「我們很幸運,恰好在那段時間進行了觀測。劇烈的氦閃會使恆星迅速發生演變,與之相應的是很短的演化過程,這可不是經常能看到的。而我們恰逢其時,見證了這一過程。」

由此可見,氦聚變發生的短暫時間裡恆星外層物質膨脹,大量的氣體塵埃釋出,形成我們在1996年看到的璀璨奪目的藍色星雲。但到了2016年,隨著恆星的冷卻刺魟星雲也逐漸黯淡。NASA的研究報告指出,如果刺魟星雲按目前的速度持續變暗,20年或30年後它將從我們的視野中消失。

BY:Samantha Mathewson

FY: Renee

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選文:天文志願文章組-

翻譯:天文志願文章組-Renee

審核:天文志願文章組-

終審:天文志願文章組-零度星系

排版:天文志願文章組-零度星系

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參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自:https://www.space.com/stingray-nebula-fading-fast-hubble-photos

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