@ 2018.12.26 , 11:00

恒星尸体揭示了消失星尘的线索

你在刷煎蛋时手靠着的桌子,坐着的椅子,面对的笔记本电脑,左手边的水杯,甚至是你自己都是由星尘构成的。这些星尘在太阳诞生之前的就死亡的恒星中就被锻造成别的东西。亚利桑那大学的科学家在探索神秘恒星尸体周围的空间时发现了一个有助于解开一个长期谜团的发现:星尘来自哪里?

当一颗恒星死亡时,他们将各种元素播撒在周围的宇宙中,然后这些地方过“一小段时间”就又会汇聚形成新的恒星、行星和小行星/彗星等。构成地球的大部分物质,包括生命本身,都是由构成古老恒星的各种元素组成,包括碳、硅、氮和氧。但这不是这个故事的全部,陨星通常包含一种星尘的痕迹,到目前为止,人们认为这种星尘只会在诸如新星或超新星爆发等恒星死亡的大天文尺度事件发生时才会产生,而正是因为这种事件的罕见度使得目前尚没有足够的证据来解释陨石中所包含的丰富的物质。

UA的研究人员在亚利桑那州和西班牙使用射电望远镜观察年轻的行星星云K4-47中的气体云,距离地球约15000光年的神秘天体。这个被归类为星云的K4-47是一颗恒星死亡后的尸体,天文学家相信它是一颗恒星在晚年作为一个白矮星结束生命之前所放射出的大气外壳部分中释放出部分物质而形成的。行星星云K4-47,又称蝴蝶星云

蝴蝶星云,也称为双极喷射星云,是所谓的双极行星星云的一个例子。行星状星云与行星毫无关系,它是一颗濒临死亡的恒星以极快的速度,将气体和尘埃释放到太空中发光所形成的,通常是五彩缤纷的。

令研究人员惊讶的是他们发现构成这个星云的一些元素例如:碳、氮和氧高度富集。某些地方的含量甚至和某些陨石颗粒中所得到的元素丰度能够匹配。而这些元素是我们太阳系所比较罕见的碳、氮和氧的重同位素:C13、N15和O17,根据高中化学可知这三种元素比他们的常见形式要在原子核中多一个种子。

而科学家就根据一个额外的种子融到一个原子核上要超过两亿华氏度(111111093.3333℃)的温度推测,这些同位素只能在新星和超新星爆发时形成。

仅仅用新星和超新星爆发的模型无法很好的解释在所观测到N15个O17的陨石样本数量。我们不仅需要用奇异的异星恒星来解释这些重同位素的起源,也要证明普通的恒星也能产生它们。科学家们认为,当像太阳这么大的中等质量恒星在它的寿命快要结束而变得不稳定时,会经历所谓的“氦闪”。那时就有可能会产生这些物质,从而取代所谓的灾难性天文事件所产生的重同位素的假设。

“氦闪”不像是大胖子们强烈的阿拉胡阿克巴把自己炸个稀巴烂而更像是以此较为“温和”的喷发。研究小组使用亚利桑那州无线电天文台和射电天文研究所(IRAM)的无线电望远镜观察了K4-47星云中分子发射的旋转光谱,揭示了该星云中的质量分布。

等到NASA领导的OSIRIS-REX小行星探测任务返回并带回来采集的样本。研究人员就可以研究小行星Bennu的演变历程以及太阳系的起源。他们可以通过分析小行星上的物质微粒来揭开小行星的物质来源并确定其年代,这就是“星尘考古学”。

本文译自 phys,由译者 利维坦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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