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簡介：2004年科學(xué)家捕捉到一個暗淡的“藍(lán)色”星云，其中心位置有一顆恒星，16年來它的形成原因一直困惑著科學(xué)家們，直到最近研究表明該星云很有可能成因于中心恒星拖拽、吞噬另一顆較小恒星時產(chǎn)生的恒星碎片噴發(fā)，噴發(fā)軸一端朝向地球，兩端的光譜重疊區(qū)域被我們探測到，而其余部分因太黯淡而不可見。

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在過去16年，藍(lán)色環(huán)星云一直困擾著科學(xué)家們。這朵在2004年被發(fā)現(xiàn)的彩色星云，一直反抗著科學(xué)家們拼湊其起源的嘗試。

但最終，一群科學(xué)家破解了這一謎題。在一項(xiàng)新的研究中，他們認(rèn)為這個巨大的藍(lán)色氣體團(tuán)的中心有一顆恒星，這實(shí)際上是幾千年前兩顆恒星合并后留下的碎片。

周三發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究詳盡地介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

藍(lán)環(huán)星云多年來一直困擾著科學(xué)家，但一項(xiàng)新的研究可能破解了這個難題案例.NASA/JPL-加州理工學(xué)院/M.Seibert（卡內(nèi)基科學(xué)研究所）/K.Hoadley（加州理工學(xué)院）/GALEX團(tuán)隊(duì)

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2004年，美國宇航局的太空望遠(yuǎn)鏡“銀河系進(jìn)化探險家”（GALEX）首次發(fā)現(xiàn)了藍(lán)環(huán)星云。星云并不像科學(xué)家們以前看到的那樣——看起來像一個中間有一顆恒星的巨大的氣體星團(tuán)。雖然在科學(xué)家拍攝的星云圖像中它看起來是藍(lán)色的，但實(shí)際上它并沒有發(fā)出能被人眼看到的顏色。相反，它不可見的紫外線光通過望遠(yuǎn)鏡圖像被編碼成了藍(lán)色。

（圖解：哈勃太空望遠(yuǎn)鏡下，閃爍在的Wolf-Rayet星云中的wr31a恒星。圖源：ESA/Hubble & NASA）

藍(lán)環(huán)星云的大小與超新星爆炸后微小的殘余物相當(dāng)，這是一顆大恒星耗盡燃料，爆炸毀滅后的結(jié)果。但這個星云的中心有一顆活恒星。于是科學(xué)家們開始尋找這個奇怪物體背后的真相。

暴力的過去——2006年，科學(xué)家用兩臺高效的望遠(yuǎn)鏡觀測了星云：加利福尼亞州圣地亞哥縣帕洛瑪天文臺的海爾望遠(yuǎn)鏡和夏威夷的W.M.凱克天文臺的望遠(yuǎn)鏡。在他們的觀測中，他們發(fā)現(xiàn)了星云周圍有沖擊波的有力證據(jù)，表明那里曾發(fā)生了某種劇烈的活動，將星云的氣體排入太空。

（圖解：爆炸恒星的超音速膨脹產(chǎn)生了一個沖擊波向外進(jìn)入周圍的星際氣體，另一個反向沖擊波又回到膨脹的恒星碎片中。圖源：NASA/CXC/SAO）

卡內(nèi)基科學(xué)研究所天體物理學(xué)家、GALEX團(tuán)隊(duì)成員馬克?塞伯特在一份聲明中說：“在相當(dāng)長的一段時間里，我們認(rèn)為可能有一顆質(zhì)量是木星幾倍的行星被恒星撕裂，這就把所有的氣體都扔出了這個系統(tǒng)?！薄?/p>

這個謎一直延續(xù)著。2012年，同一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個圍繞恒星運(yùn)行的塵埃盤。圓盤的大小表明它來自一個比行星大得多的物體——排除了科學(xué)家之前的假設(shè)。

（圖解：螺旋星系NGC4845，星系的方位清楚地顯示了星系驚人的螺旋結(jié)構(gòu)：一個扁平的塵埃斑駁的圓盤圍繞著一個明亮的星系凸起。圖源：ESA/Hubble & NASA and S. Smartt (Queen's University Belfast)）

證據(jù)開始形成起來。小組收集了四臺太空望遠(yuǎn)鏡、四臺地面望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，以及1895年對這顆恒星的歷史觀測數(shù)據(jù)。他們掌握了大量的信息，潛心研究，決心徹底地解開這個謎。

他們辯論的方法似乎取得了成果。在隱藏的數(shù)據(jù)中，他們發(fā)現(xiàn)了表明藍(lán)環(huán)星云實(shí)際上是兩顆恒星合并的結(jié)果的證據(jù)，一顆大小與我們的太陽差不多，另一顆大約則是這個大小的十分之一。

這是怎么發(fā)生的？——數(shù)千年前，接近生命周期的末期，這顆與太陽大小相似的恒星開始膨脹。與此同時，它慢慢靠近一顆較小的、附近的恒星。由于大恒星的引力牽引，較小的恒星朝著較大的伴星掉入一個向下的螺旋。

隨著時間的推移，較大的恒星開始撕裂較小的恒星，并在將較小的恒星完全吞噬之前，把自己包裹在一圈碎片之中。

（圖解：超星爆炸留下一團(tuán)熾熱的膨脹碎片。圖源：MPIA/NASA/Calar Alto Observatory）

他們的合并激起了一團(tuán)熱碎片，發(fā)射到太空然后被氣體盤從中間切割成兩半。結(jié)果，形成了兩個錐形的碎片云，朝相反的方向移動，一個圓錐體朝著地球移動，另一個則直接遠(yuǎn)離我們的星球。盡管單個的圓錐體過于微小以至于無法單獨(dú)被發(fā)現(xiàn)，但它們重疊的區(qū)域形成了藍(lán)環(huán)星云的形狀。

“我們可以預(yù)見總有一天，大量雙星系統(tǒng)可能會合并，并且我們認(rèn)為我們已經(jīng)確定了可能在數(shù)百萬年前合并的恒星。哥倫比亞大學(xué)天文學(xué)副教授、這項(xiàng)研究的合著者布萊恩?梅茨格在一份聲明中說：“但我們幾乎沒有關(guān)于兩者之間發(fā)生了什么的數(shù)據(jù)?！?/p>

(圖解：這幅圖顯示了一個假設(shè)的行星，它在開普勒-35A和B雙星系周圍被水覆蓋。圖源：NASA/JPL-Caltech)

“我們認(rèn)為在我們的銀河系中可能有大量恒星合并的年輕的殘余物，藍(lán)環(huán)星云可能會向我們展示它們的樣子，這樣我們就可以在他們中識別出更多合并形成的恒星?！?/p>

摘要：恒星合并是雙星系統(tǒng)演化過程中一個短暫而常見的階段。這些事件具有許多天體物理意義；例如，它們可能導(dǎo)致非典型恒星的產(chǎn)生（如磁星3、藍(lán)散亂星4和快速旋轉(zhuǎn)星5），它們在我們對恒星的解釋中起著重要作用，它們代表著致密天體合并體7的形成通道。

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盡管已經(jīng)直接觀察到少數(shù)恒星合并8,9，但這些事件的中心殘余物被一層不透明的塵埃和分子外殼所覆蓋，因此無法觀察它們的最終形態(tài)（例如，作為一顆合并的恒星或一個更緊密的幸存雙星）。在這里，我們觀察報告了對一個不尋常的環(huán)形紫外星云（“藍(lán)色”）及在其中心的恒星tyc2597-735-1的觀測。星云有兩個相對的鋒面，表明物質(zhì)從tyc2597-735-1的兩極流出。

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tyc2597-735-1的光譜和它與銀河系平面的接近程度表明它是一顆古老的恒星，然而它的表面重力異常低，并且有可探測的長期光度衰減，這對于它的演化階段來說是不尋常的。TYC 2597-735-1還顯示了Hα發(fā)射、徑向速度變化、增強(qiáng)的紫外輻射和過量紅外發(fā)射——塵埃繞星盤12、恒星活動13和吸積的特征。結(jié)合恒星演化模型，觀測結(jié)果表明，tyc2597-735-1在幾千年前與一個質(zhì)量較低的伴星合并。tyc2597-735-1提供了一個在恒星合并從動態(tài)開始到理論上的最終平衡狀態(tài)之間的演化階段的無障礙觀測，使合并過程的直接研究成為可能。

作者: Yanby-luna

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