涼爽的寶石和熾熱的污垢：太空中熾熱的彩虹暗示著地球的起源

一顆垂死恒星的光榮內(nèi)臟是天文學(xué)家希望發(fā)現(xiàn)我們星球誕生的最早起源的手段。

在蝴蝶星云之中NGC 6302位于天蝎座南部距離地球約 3,400 光年的地方，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了令人信服的證據(jù)，表明塵埃在熱氣體冷卻時(shí)會(huì)結(jié)晶。

“多年來，科學(xué)家們一直在爭(zhēng)論宇宙塵埃如何在太空中形成。但現(xiàn)在，在強(qiáng)大的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的幫助下，我們可能終于有了更清晰的畫面。天體物理學(xué)家松浦美佳子說英國(guó)卡迪夫大學(xué)。

“我們能夠看到在平靜、持久的區(qū)域形成的涼爽寶石和在空間中暴力、快速移動(dòng)的部分產(chǎn)生的熾熱污垢，所有這些都在一個(gè)物體中。這一發(fā)現(xiàn)在理解行星的基本材料如何組合在一起方面向前邁出了一大步。

相關(guān)：星際塵埃的新圖像看起來像是夢(mèng)中的東西

宇宙塵埃顧名思義：在恒星之間的空間周圍漂移的塵埃。人們認(rèn)為它主要形成在垂死恒星的外層，將星云物質(zhì)播種到新形成的恒星和圍繞它們運(yùn)行的世界中。

蝴蝶星云就是這樣一顆垂死的恒星的華麗絕唱。這就是我們所說的行星狀星云（因?yàn)橐阎牡谝粋€(gè)此類例子是圓形的，就像行星一樣）。這是恒星在死亡時(shí)將其外層剝?nèi)胩諘r(shí)在恒星周圍形成的膨脹物質(zhì)云。

這個(gè)星云的中心是一個(gè)白矮星——一顆已經(jīng)完成死亡陣痛的巨星的殘余物。你還會(huì)注意到，這個(gè)星云并不漂亮、整齊、圓潤(rùn)，而是一對(duì)猛烈排出的流出物，就像蝴蝶的翅膀一樣。

圍繞著中央白矮星——它因死亡和重塑的余熱而燃燒得非常熱——是一層厚厚的塵埃環(huán)面。松浦和她的同事利用 JWST 的紅外能力來窺視這些塵埃，從字面上看到它是由什么組成的。

大多數(shù)波長(zhǎng)的光都會(huì)被灰塵阻擋和散射，但長(zhǎng)紅外波長(zhǎng)可以穿透，這使得 JWST 成為探測(cè)這種神秘環(huán)境的完美工具。

研究人員將 JWST 紅外觀測(cè)與阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列 （ALMA） 的無線電觀測(cè)相結(jié)合。這些觀測(cè)揭示了蝴蝶星云中心發(fā)生的過程的新細(xì)節(jié)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這個(gè)塵土飛揚(yáng)的甜甜圈具有無定形塵埃顆粒（如煙灰）的紅外特征，以及可愛整齊的晶體結(jié)構(gòu)。閃爍的光線還表明，這些顆粒對(duì)于灰塵來說相當(dāng)大，以微米為單位——這表明它已經(jīng)在那里懸掛并生長(zhǎng)了一段時(shí)間。

塵埃的成分也很迷人，含有硅酸鹽礦物方鎂石、鐵石和石英的晶體。

在環(huán)面的外側(cè)，原子和分子有明顯的漸變。那些需要最多能量形成的離子更靠近星云的中心，而不需要太多能量形成的離子則集中在離中心更遠(yuǎn)的地方。

JWST 數(shù)據(jù)中確定的其他特征包括大型鐵和鎳射流以相反方向從恒星流出;以及相當(dāng)高濃度的多環(huán)芳烴，或多環(huán)芳烴.這特別有意思。

多環(huán)芳烴是基于碳原子環(huán)的煤煙分子大量地在太空中漂流。因此，它們?cè)谟嘘P(guān)碳基生命起源的理論中占有重要地位。在富含氧氣的蝴蝶星云的中心發(fā)現(xiàn)它們?yōu)槲覀兲峁┝岁P(guān)于生命基石如何形成的新線索：當(dāng)來自恒星的強(qiáng)風(fēng)撞擊其周圍的物質(zhì)時(shí)。

我們無法倒帶太陽系來找出它們是如何從太空中的云中匯集在一起的。像 JWST 這樣的儀器和蝴蝶星云這樣的天體為科學(xué)家提供了重要的洞察力，以弄清楚我們是如何從垂死恒星的塵埃中來到這里的。

該研究已發(fā)表在皇家天文學(xué)會(huì)月刊.

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