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由詹姆斯韦伯太空望远镜窥视的奇特环是被星光推动的有机尘埃

2022-10-14 10:47阅读：

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由詹姆斯韦伯太空望远镜窥视的奇特环是被星光推动的有机尘埃
By Tereza Pultarova
2022/10/14
Science & Astronomy
今年9月，来自詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄的一张令人惊叹的照片揭示一个围绕一颗遥远的巨星的同心角环在网上引起了一场狂热。有些极客猜测了“它一定是外星人”。（当然，情况不是这样。）现在，两项新的研究已经揭示这些宇宙涟漪是被被一个奇怪的恒星系统产生然后跨宇宙扩散产生的有机尘埃的吹喷。这项研究是首次已经发现星光在太阳系之外移动可见物质的证据。
英国剑桥大学天文学家和关于WR140新研究的主要作者汉依诺告诉太空网站，对这一挠头的壮观负责的恒星被称为WR140，事实上，它是一个由两颗彼此环绕的恒星组成的系统。WR标记这对恒星中的一颗恒星是沃尔夫-雷耶特，这是一种罕见的比地球的太阳更亮数十万倍温度远更热的恒星。沃尔夫-雷耶特恒星代表比太阳更几十倍大质量在它们以超新星爆炸并变成黑洞之前巨星演化的最后阶段。
WR140系统中的另一颗恒星是一颗羞于沃尔夫·雷耶特的大小不那么明亮的巨星，大约是太阳的20倍大
。这两颗巨大恒星的相互作用引发宇宙的烟花，诞生詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄的奇怪的同心圆形状。
由詹姆斯韦伯太空望远镜窥视的奇特环是被星光推动的有机尘埃

詹姆斯韦伯太空望远镜捕捉到了被奇怪的同心尘埃壳包围的恒星WR 140。 (Image credit: NASA/ESA /CSA /Ryan Lau /JWST ERS Team /Judy Schmidt)
汉依诺说，这两颗恒星以非常椭圆的轨道彼此环绕。每隔八年，它们就会相互靠近并产生尘埃；正是我们在图像中看到这个尘埃从恒星涟漪开，当恒星是更遥远时创造这些环之间的空间。
汉依诺补充说，天文学家来见证恒星产生尘埃是很常见的。但甚至更有趣的是这些尘埃怎样扩散进周围的宇宙。
汉伊诺说，“这些恒星形成非常强大的太阳风”，他指从包括我们的太阳在内的恒星大气层中逃逸出来的带电粒子流。“在这些恒星的情况下，太阳风更像是一场飓风。当恒星彼此相距一定距离时，飓风结合而我们看到这些烟花，这些尘埃的喷吐”。
天文学家预计这些圆形的尘埃喷吐会以一个均匀的速度从恒星对漂移开。在太空的真空中，没有任何东西来减缓尘埃的速度，因此希望壳应该继续以那些飓风级风给它们第一次踢的速度涟漪离开进入周围的星系。
然而，当研究人员观察由地球上最大的望远镜之一、位于夏威夷的凯克天文台在过去16年里做出的WR140观测时，他们发现了尘埃实际上随它旅行速度加快。
汉依诺说，“我们一直都知道尘壳快的膨胀，但我们不知道扩张得越来越快”。
研究人员相信由WR140双星产生的广泛明亮的星光得到了额外的推动，它的亮度大约是太阳的100万倍。
汉依诺说，“这些星星发出非常强的光。光子携带动量，这些动量能与物质相互作用，因此光正在推动尘埃，使它加速”。
其原理与太阳帆推进的原理相同，就像2019年发射的光帆2号使命一样它曾绕地球运行。然而，到目前为止天文学家还没有在另一个恒星系统中观测到光推动物质。
由詹姆斯韦伯太空望远镜窥视的奇特环是被星光推动的有机尘埃

来自詹姆斯韦伯太空望远镜的一幅图像显示围绕一对大质量双星的同心圆。(Image credit: NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech)
凯克天文台反复拍摄了WR140最内层尘埃壳的一小部分。随后的图像集之间的差异揭示了加速度。
然而，凯克虽然是我们星球上最强大的望远镜之一，但它只能看到前两个同心涟漪。相比之下，来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的图像揭示17个壳以完美的间隔扩散到整个距离，一个该望远镜的观测超能力的证明。
美国国家科学基金会NOIRLab的天文学家也是第二篇论文的主要作者劳里安在美国宇航局强调了这张新照片的声明中说，“我们正在观察一个多世纪的来自这个系统的尘埃产生，这张照片还说明了这台望远镜的灵敏度是多敏感的。以前，我们只能用地面望远镜看到两个尘埃环。现在我们看到至少有17个”。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜的测量还揭示这些恒星产生的尘埃含有富含碳的有机颗粒，是地球上生命的建造块的粒子的同类。对韦伯来说，这只是个开始。天文学家预计在未来几个月和几年里会有更多关于WR140的突破性发现。
该研究在10月12日周三发表在《自然》杂志上的一篇论文中被描述；关于同一天体的第二篇论文今天也发表在《自然天文学》杂志上。
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