幽灵般的双极行星状星云的神秘排列

天文学家利用美国宇航局/欧空局的哈勃空间望远镜以及欧南台的新技术望远镜探索了银河系中央核球内的100多个行星状星云。他们发现了这个宇宙家族的蝴蝶形成员倾向于神秘地排列--这个令人惊讶的结论赋予它们不同的历史和不同的特征。

上图显示仙后星团内一个被称为PN Hb 12（俗称哈勃12）的双极行星状星云。其震撼的外形像蝴蝶或者沙漏，是类太阳恒星接近其生命终点并抛出外层到周围空间时形成的。对双极行星状星云，这种物质被推向年老恒星的两极，产生独特的双瓣结构。影像提供：NASA/ESA

类似太阳的恒星生命的最后阶段以恒星抛出外层到周围空间而结束，形成被称为行星状星云的天体，其外形多种多样，美丽而震撼。其中一类被称为双极行星状星云，在其父恒星周围产生幽灵般的沙漏或者蝴蝶形状。

所有这些星云在不同地方形成，具有不同的特征。无论是星云本身，还是形成它们的恒星都不和其它行星状星云发生相互作用。然而，来自英国曼彻斯特大学的天文学家进行的最新研究显示这些星云之间的令人惊讶的相似性：它们中的许多以相同方式在天空中排成一列。

“这确实是一个令人惊讶的发现，如果属实，将是一个非常重要的发现，”曼彻斯特大学的布赖恩·里斯解释道，他是论文的两位作者之一。“这些幽灵般的蝴蝶的长轴沿着银道面排列。借助来自哈勃和NTT的影像数据，我们确实能够好好地仔细地观察这些天体的影像，因此我们能够研究它们的丰富细节。”

天文学家观测了银河系中心核球内的130个行星状星云。他们确认了三种不同类型，并观察和辨认了它们的特征和外观。

“其中两种类型的行星状星云在天空中完全是随机排列的，这和预期的一样，但我们发现第三种行星状星云--双极行星状星云--显示一种令人惊讶的偏好特殊排列的倾向，”论文的第二作者阿尔波特·兹尔斯特拉说，他也是曼彻斯特大学的。“虽然任何排列都是一个惊讶，在拥挤的银河系中心区域出现这种排列更是出乎预料。”

这张合成影像显示哈勃拍摄的双极行星状星云的震撼影像的选集。第一行（从左上方开始）：NGC 6302, NGC 6881, NGC 5189；第二行（从左下方开始）：M2-9, Hen 3-1475, Hubble 5。影像提供：NASA/ESA

 

行星状星云被认为受到它们从中形成的恒星系统的自转的塑造。这取决于这种系统的特征--例如，它是否双星系统，或者具有围绕它的一定数量的行星，这两者都将大大地影响吹成的泡泡的形式。双极行星状星云的形状是最极端的，被认为由从垂直于其轨道的恒星系统向外吹出的物质引起。

“我们观测到的这些双极行星状星云的排列显示了中心核球内部的恒星系统的一些特点，”里斯解释道。“要成为我们看到的排列方式，形成这些星云的恒星系统必须垂直于它们从中形成的星际云，而这一点是非常奇怪的。”

它们的原恒星的特征确实塑造了这些星云，这个新发现暗示另一个更加神秘的因素。和这些复杂的恒星特征共生的是银河系的那些特征；整个中心核球绕银心自转。这个核球通过其磁场，可能比以前认为的对整个银河系具有更大的影响。天文学家提出，行星状星云的有序排列行为可能由核球形成时的强磁场的存在引起。

因为更靠近的星云没有按照相同的有序方式排列，这些磁场的强度必须比我们目前的周边环境内的磁场的强度强许多倍。

“我们通过研究这些天体能够了解到大量信息和情况，”兹尔斯特拉总结道。“如果它们确实以这种出乎预料的方式排列，这不仅对恒星过去的历史，而且对整个银河系过去的历史将产生影响。”