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在新的詹姆斯·韦伯太空望远镜蝴蝶星云图像中一个死去的“太阳”形成系外行星的构建块

2025-09-01 11:33阅读：

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在新的詹姆斯·韦伯太空望远镜蝴蝶星云图像中一个死去的“太阳”形成系外行星的构建块
By Keith Cooper published 2 hours ago
James Webb Space Telescope
宇宙蝴蝶也已经产生了许多多环芳烃——在前生物化学中起一个早期角色的大型碳氢化合物分子。
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A glow of rainbow lights shines from the Butterfly nebula into the darkness of space

由詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）成像的蝴蝶星云的中心区域及它的尘埃环结构，这能够看透许多尘埃来揭示环状的结构。(Image credit: ESA/Webb/NASA & CSA/M. Matsuura/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ N. Hirano and M. Zamani (ESA/Webb))
诞生围绕年轻恒星的行星的宇宙尘埃粒子已经首次被发现形成——詹姆斯·韦伯太空望远镜已经目睹了这些微小的行星建造块围绕一颗死恒星的创造。
卡迪夫大学的松浦（Mikako Matsuura）在一份声明中说，“这一发现是朝向理解行星的基本物质如何一起来的一大步” ，她领导了新的詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测。
也被称为NGC 6302的蝴蝶星云位于距离地球约3400光年远的天蝎座中是一个在它的核心一颗太阳一样的恒星已经用完了核聚变的氢的天体的死花并因此已经耗竭的行星状星云。这样一颗恒星的外层会已经肿胀出去进入太空形成星云，而它的超热的22万摄氏度（39.6万华氏度）温度的核辐射，留下我们叫一个白矮星的。
蝴蝶是双极的，这意味着我们看到两个像翅膀一样的大叶。在它们的腰部是看起来像蝴蝶的身体的，但事实上是一个看到边沿的暗尘的环。
Two glowing "wings" of gas and dust arch outwards from a center point into the darkness of space as part of the Butterfly nebula
哈勃太空望远镜的蝴蝶星云图像。 (Image credit: NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team.)
新的詹姆斯·韦伯太空望远镜图像通过它的中红外仪器（MIRI）拍摄，补充有来自阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）射电望远镜的数据，目标那个中心的环状结构。典型的星际尘埃颗粒尺寸高达0.1微米（即千万分之一米），但中红外仪器在蝴蝶星云中探测到结晶的硅酸盐尘埃颗粒，有一个百万分之一米的颗粒尺寸。这是微小的，但仍比典型的星际尘埃更大，更可于在恒星和行星形成区中发现的颗粒比较。在这些区域中，尘埃在行星形成盘中一起粘着围绕年轻恒星，形成逐渐吸积成卵石的更大体，最终行星。大尘埃颗粒的存在是行星建造过程的开始。
在形成新恒星系统的分子气体云中发现的尘埃来自前几代恒星的死亡。因为那个尘埃被逐渐吐出进入星际空间，它发现它自己在形成新恒星的气体云内。然而，最终行星的基本构建块的建造更大尘埃颗粒的过程一直是有点秘密的——直到现在为止那是。
松浦说，“多年来，科学家们已经争论宇宙尘埃如何在太空中形成，但现在借助强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜，我们可能终于有一幅更清晰的图片 “。
在蝴蝶星云中的尘埃颗粒尺寸提示它们一直增长了一段时间，至少部分由于被在星云中心极热的白矮星高能化的化学反应它们已经成长。特别是詹姆斯·韦伯太空望远镜在星云的尘埃环中探测到了石英晶体的颗粒。
松浦说：“我们能够看到在平静持久的区域中形成的冷宝石和在剧烈、快速移动的太空区域创造的炽热的污垢” 。
A labeled image of the Butterfly nebula, showing the torus, inner and outer bubbles, and dust.
詹姆斯·韦伯太空望远镜的蝴蝶星云图像的标注版本。 (Image credit: ESA/Webb/NASA & CSA/M. Matsuura/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ N. Hirano and M. Zamani (ESA/Webb).)
詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测还探测到了一种被称为多环芳烃（PAHs）的常见碳基分子。这类分子在地球上被发现在来自汽车尾气的烤焦和羽流中，但在深空中它们也大量存在，被怀疑在恒星形成和行星形成区的化学反应中起一个关键角色，甚至在能潜在的导致如我们知道它的生命的前生物化学中。在蝴蝶星云中，多环芳烃以扁平环一样结构存在可能的当被白矮星与周围气体碰撞时打嗝出的粒子的气泡形成。
历经数万年，蝴蝶星云的辉煌将逐渐散布进入深空间。来自一颗死恒星形成的石英颗粒和其它分子的多环芳烃将在恒星中漂移，寻找气体云中一个新的家园，在那里它能帮助诞生一个新的恒星和行星系统。
詹姆斯·韦伯太空望远镜的蝴蝶星云的观测结果于8月27日报告在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。.
在新的詹姆斯·韦伯太空望远镜蝴蝶星云图像中一个死去的“太阳”形成系外行星的构建块

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