核球区行星状星云奇特的方向一致性
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借助美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜(HST)和欧洲南方天文台(ESO)的新技术望远镜(NTT),天文学家研究了银河系中央核球区的100多个行星状星云。他们有了一个完全意料之外的发现:那些蝴蝶状或沙漏状星云的对称轴(或旋转长轴),神秘地倾向于垂直于银道面。
类太阳恒星生命的最后阶段是把其外层气壳吹散到周围的太空,形成一个具有各种美丽外形的行星状星云。其中的一类,具有沙漏或蝴蝶形状,称为双极星云。
这些行星状星云形成于银河系的各处,具有不同的属性,而且它们根本不可能与其他的星云发生相互作用。但是,由英国曼彻斯特大学天文学家进行的新研究却显示一个奇怪的谜:很多的星云在太空中具有相同的取向(注1)。
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研究报告首席作者、曼彻斯特大学的布莱恩•里斯(Bryan Rees)解释说:“此事确实令人惊讶,而且假如它继续如此,将是极为重要的。许多蝴蝶状星云的长轴取向与我们的银道面平行。借助哈勃和NTT,我们能够获得清晰的视角,详细研究它们。”
天文学家研究了银河系中央核球区的130个行星状星云。它们分为三类,外观不同,性质也不同(注2)。
研究报告的另一位作者、同为曼彻斯特大学的Albert Zijlstra 解说:“理论上,太空中行星状星云的指向应该是完全随机的;但当我们把第三类的两极星云放在一起比较时,它们却特别偏好于某个方向——轴向相同已经够特别的了,在核球区如此更是不可思议。”
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行星状星云的外观受形成它的恒星系统的旋转影响——比如在双星系统中(注3),或者存在行星,都会极大地影响星云气泡的形成。两极星云的是这些影响的极端案例,它们应该起源于垂直恒星轨道平面的外向流。
里斯继续解说:“我们看到的两极星云的轴向一致性表明,银河系中央核球的某些恒星系统存在奇异性。从我们的视线方向看去,这些恒星的旋转轴都应该垂直于形成它们的星云,这点真奇怪。”
因为星云的外形取决于前身星的性质,新的发现暗示着另一个更神秘的因素。影响这些复杂星云性质的是我们的银河系,那个围绕银心旋转的中央核球,可能通过它的磁场,比此前预想的更强烈地影响着整个星系。天文学家推测,行星状星云有秩序的排列是由于核球区形成时曾经存在的强磁场。
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由于靠近我们的行星状星云不存在类似的排列,那个磁场肯定比现在我们周围的银河系磁场要强好多好多倍(注4)。
Zijlstra总结说:“我们能从那些行星状星云中学到很多。假如它们真的以这种不寻常的方式存在,那么这种影响就不会仅作用于单个恒星,而是影响整个银河系。”
研究报告发表在最近的《皇家天体物理学通讯月刊》上,标题:“银河系核球区行星状星云的角动量方向一致性”。
附注
1、对双极星云而言,“长轴”就是恒星风吹动的方向,而短轴则是把星云对分的那个面。
2、按惯例,行星状星云根据它们的外形,可以分为三类:有着对称内部结构的椭圆形;内部结构复杂而不对称的椭圆形;双极星云。
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3、双星系统由两颗围绕公共质心旋转的恒星组成。
4、我们对银河系年轻时期的磁场情况知之甚少,所以不知道它是逐步变强还是渐渐衰退的。
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