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令人震惊!

了解恒星风和辐射如何塑造天文现象,揭示米拉变星和激波前的秘密。

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我通常不会追逐最新的新闻稿,但这幅图像实在太美了。

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那个蓝色的团块不是彗星,而是由一颗相当有名、正在衰老中的恒星“米拉”抛出的炽热气体。(我知道这听起来很像“日落大道”里的剧情,但请继续听我讲。)不同类型的恒星常常以第一颗被发现的恒星命名,而米拉是其类型中最先被发现的恒星之一,因此,有一个名为“米拉变星”的脉动红巨星族群以它的名字命名。这些“渐近巨星支”恒星形成于一颗中等质量的恒星开始耗尽燃料之时。在失去了最稳定的能量产生源(核心区域的氢聚变)之后,恒星会经历一系列的“痉挛”,试图寻找替代的燃料来源。在这些痉挛期间,恒星在将氢和氦聚变成更重元素方面会变得相当有创意。聚变通常发生在恒星的核心,但在其生命的末期,恒星已经用尽了核心所有的氢和氦。取而代之的是,恒星被迫在核心周围的**壳层**中聚变这些元素(形成一个惰性碳灰的洋葱状结构,外层是氦聚变成碳的层,再外层是氢聚变成氦的层,最外层是惰性氢)。此时,恒星的处境变得艰难。首先,由于恒星的所有能量都生成得更靠外,外层会被推出去,恒星会膨胀到其初始大小的上百倍。由于这种膨胀,外层与恒星的束缚变得很弱,很容易被剥离。然后,更糟糕的是,由于无法找到稳定的壳层燃烧状态,恒星开始脉动。在这些脉动过程中,恒星通常会将其外层的大部分推出去,形成“恒星风”,将恒星的大部分质量沉积到弥漫在星系中的气体中。对我来说,最令人震惊的不仅是您可以在上面的紫外图像中看到这些炽热的膨胀气体,还能看到弓形激波(在右侧),那是恒星风撞入星系中已漂移的气体时形成的。就像一个人跑得太快撞到海洋一样,恒星风中的炽热气体在撞击到浓密寒冷的星系气体时停止,并因冲击而加热到很高的温度,形成一道特征性的非常炽热、发光的弧形气体。与周围气体的这种相互作用塑造了高度不对称的结构。要么图像右侧的星系气体比左侧更密集,要么更可能的是,恒星正快速向右移动,从而增加了在该方向形成激波前的可能性。激波将恒星风限制在一侧,但允许其在另一侧自由膨胀。此外,如果恒星正在向右疾驰,被吹离的物质会留在后面,留下长长的轨迹飘向左边,就像飞机的对流痕迹一样。您实际上可以在天文学的许多地方看到这些激波。最著名的可能是子弹星系,肖恩在这里讨论过

看到右边的红色锥形了吗?又一个弓形激波,是由一个星系团的炽热气体撞入另一个星系团的气体时形成的,这两个星系团被它们的引力拉到一起。猎户座星云中也可以看到另一个很好的例子,这是一个年轻的恒星形成区,在猎户座的剑上看起来就像一颗“星星”。

区别在于,在这里,不是恒星撞入速度较慢的气体,而是速度较快的气体可能正在撞击恒星周围的气体。(为了将这一点联系起来,快速移动的气体很可能是由于图像右侧正在死亡的恒星释放出的恒星风和辐射造成的。)这类激波在地球上也发生,最著名的是在超音速飞行的飞机机头周围。然而,在地球上产生的激波几乎从未足够热到发光,因此天文学提供了这些现象最戏剧化的可视化。

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