天文学家曾经认为，像太阳这样的中等大小恒星的死亡过程简直无聊到不值得关注。并非它们没有戏剧性——我们的太阳在熄灭之前，会将地球变成一块焦黑的残骸。只不过，那些更大、质量更大的恒星以一种更为壮观的方式死去：它们会爆发，化为超新星，向四面八方喷射出相当于我们太阳质量 10 到 100 倍的物质。因此，多年来它们完全占据了观测的焦点，这并不奇怪。然而，二十年前，望远镜和计算机模拟的改进开始让天文学家们首次详细了解小型恒星死亡时到底发生了什么。去年，当天文学家将哈勃太空望远镜对准这些正在死亡的恒星时，它们传回的图像揭示了一个比任何人想象的都要复杂和微妙的过程。事实证明，恒星的消亡绝非一个相对沉闷地走向湮灭的过程。
“这些图像真是个惊喜，”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的霍华德·邦德说。“你以为你看到的只是一个发光的、即使有哈勃也显得模糊的气体云。但实际上 there are all sorts of sharp features that no one expected。”
恒星开始死亡，是因为它中心最后一点氢燃料屈服于恒星的核聚变熔炉，核心塌缩成一个高度压缩、炽白的核心。随着收缩，核心的温度急剧升高。热量变得如此强烈，以至于氦，一种核聚变副产物，开始在核心内部以及核心外部燃烧，同时还有核心外部剩余的氢。这些热量的影响一直传到恒星的外层，外层开始膨胀，使恒星膨胀成一个巨大的、膨胀的红巨星。恒星的最外层现在被称为恒星风的现象缓慢地被抛出，直到最终，核心周围留下的气体相对很少。剩余的气体被迅速加热并以非常高的速度向外推。很快，它会与前面较慢、较冷的气体碰撞，将其堆积成一个明亮、致密的气体云，称为行星状星云。大约在短短的 10,000 年内，留在这个巨大尘埃和气体云中间的核心最终开始冷却并逐渐消失。
“对于观测者来说，从这些残骸中寻找恒星最后数千年线索，就像剥洋葱皮一样，”邦德说。“如果你从外向内朝着恒星中心工作，你就是在追溯恒星抛出外层物质的过程。”
天文学家们第一次看到哈勃望远镜拍摄的行星状星云 NGC 7027 和 CRL 2688（也称为“蛋状星云”）的图像时，感到非常激动。这些图像揭示了人们所期望的：恒星死亡早期的残骸，被缓慢向外运动的球形气体云所包围。然而，经过更仔细的检查，研究人员意识到，这些恒星周围的尘埃云具有明显的涟漪或壳层，这表明恒星是在断断续续地剥离其外层。如果这些涟漪间隔一年，甚至间隔 5,000 年，那都完全符合现有理论。这些时间跨度与已知的恒星行为一致：例如，红巨星每年会脉动一次亮度，天文学家认为这一事件与气体分期排放有关；同样，每 5,000 年，恒星外层中的氦就会点燃并闪烁，恒星会经历一次短暂的膨胀。问题是，哈勃图像中看到的壳层之间间隔 200 到 1,000 年，而天文学家不知道有任何过程可能导致死亡的恒星每 200 到 1,000 年就喷射出一层气体。“我们目前不知道如何解释我们所看到的，”邦德说。
加州帕萨迪纳喷气推进实验室的研究员拉格文德拉·萨哈伊说，一种可能的解释是，每个涟漪实际上可能由几个更小的涟漪组成，小到即使使用哈勃也看不见。根据这一理论的数学计算，离核心越远的层之间的距离应该比近处的层更大，这一点在哈勃望远镜拍摄的“蛋状星云”图像中有所体现。萨哈伊目前渴望在其他星云上检验他的假设。
如果说涟漪让天文学家们感到困惑，那么哈勃望远镜拍摄的所谓“飞碟”（fliers，fast, low-ionization emission regions 的缩写）的新图像则让他们目瞪口呆。这些是快速移动的明亮气体团，它们似乎以某种方式受到了星云中死亡恒星的强烈辐射的屏蔽。华盛顿大学的布鲁斯·巴里克曾经认为，飞碟是恒星的灰烬，它们以某种方式从死亡恒星的核心深处被咳出，并穿透了周围的气体和尘埃层。NGC 6826 的哈勃图像改变了他的想法。
这个星云中的飞碟，在淡绿色的辐射背景下呈现为两个红色的团块，它们似乎以每小时约 100,000 英里的速度移动——这足以支持巴里克最初的理论，但它们也有向后指向的弓形激波，仿佛有更快的风从后面吹来，并将它们推开。这表明飞碟并不是在恒星临死前产生的，而是源自更早的时候，在高速风产生之前。目前没有人能确切地说飞碟是什么，但巴里克猜测它们实际上可能是致密的、几乎静止的气体团。每一个都可能比我们的太阳系还大，质量相当于木星，它们可能停留在高速喷流的中间，就像从甜甜圈上刮掉糖一样，将气体和尘埃吹离它们的表面。
最令人期待的图像莫过于哈勃望远镜拍摄的螺旋星云（Helix nebula）的照片。特别是，天文学家们希望从中找到力量塑造螺旋星云锯齿状边缘的线索，这看起来像一系列指向中心死亡恒星的箭头。莱斯大学的天文学家罗伯特·奥德尔说，这些箭头，或称彗状核，实际上是巨大的气体和尘埃团块，每一个都比我们的太阳系还大。尽管哈勃望远镜拍摄的锯齿状边缘图像展现了惊人的细节，但它并没有提供任何明确的解释，说明是什么创造了这些核，以及在星云炽热、暴露的核心喷出的高速气流面前，它们是如何保持形状的。
天文学家们还希望哈勃望远镜的图像能够揭示伴星，他们认为伴星是一些行星状星云更奇特形状的原因。根据这个理论，当死亡的恒星膨胀成红巨星时，它会吞噬伴星。红巨星的大气层减缓了伴星的速度，然后它开始向内坠落。随着时间的推移，伴星会螺旋式地落入其垂死的伴侣体内， along with it 拖曳着气体云，并在其轨道平面上形成一个厚厚的圆盘。与此同时，垂死恒星的风从中心吹向圆盘，将其塑造成一个明亮、致密、膨胀的环。（在环状星云的图像中可以清楚地看到这种结构。）有时，风也会将一些气体云吹成巨大的沙漏状结构。哈勃望远镜捕捉到了从略微偏上和侧面的视角看到的etchd hourglass nebula（蚀刻沙漏星云）这样的图像。尽管天文学家们在蚀刻沙漏星云中没有看到伴星，但他们认为它离核心太近，以至于哈勃望远镜无法探测到，并且它负责将核心拉离中心。
天文学家们已经仔细检查了大约 100 个星云，试图在明亮核心的强光中寻找小型、微弱伴星的迹象，但到目前为止，大约六分之五的案例都一无所获。这可能是因为伴星离死亡恒星太近，哈勃望远镜无法探测到。也可能是因为塑造星云的伴星本身并非恒星。一些天文学家认为，像木星这样非常大的行星可能拥有足够的引力来使气体盘变形，形成我们现在看到的形状。
如果真是这样，那么也许我们自己这颗没有伴星的中等大小的太阳，最终也可以避免一个平淡的死亡。有一天，当它消亡时，它可能会产生一个壮丽的、形状怪异的星云来纪念它的逝去。
