2000光年外，神秘星云內(nèi)或隱藏3顆未知天體，科學(xué)家如何發(fā)現(xiàn)？

美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡又上新圖了！這一次它拍攝的，是著名的南環(huán)狀星云。

很多人應(yīng)該知道，在今年7月韋布發(fā)出首批5張全彩宇宙圖像中，就包括南環(huán)狀星云。這一次天文學(xué)家再一次發(fā)布了該星云的韋布圖像，可見(jiàn)他們對(duì)這個(gè)星云的好奇和重視。

南環(huán)狀星云又叫NGC 3132、八裂星云，距離地球約2000光年，是一個(gè)著名的行星狀星云。所謂的行星狀星云，指的是質(zhì)量在太陽(yáng)1~8倍之間的恒星死亡之后留下的遺跡。這種恒星不會(huì)經(jīng)歷超新星爆發(fā)，而是會(huì)在內(nèi)核坍縮的同時(shí)，將外殼拋散到宇宙空間，于是留下了各種各樣壯觀的星云。

迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了差不多3000個(gè)行星狀星云，其中一部分尤為壯觀，南環(huán)狀星云就是其中之一，這也是哈勃、韋布等望遠(yuǎn)鏡紛紛對(duì)它進(jìn)行觀測(cè)的原因。而且，這些天文學(xué)家不僅可以滿足我們的視覺(jué)審美，憑借著韋布強(qiáng)大的觀測(cè)能力，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多關(guān)于這個(gè)星云的新秘密。

我們知道，韋布望遠(yuǎn)鏡不僅觀測(cè)能力比哈勃強(qiáng)得多，而且觀測(cè)的波段是在紅外波段，這也是哈勃望遠(yuǎn)鏡所不具備的，后者只能進(jìn)行紫外光、可見(jiàn)光以及極短的近紅外波段進(jìn)行觀測(cè)。不同波段觀測(cè)的效果完全不同，這有助于天文學(xué)家取得不同的發(fā)現(xiàn)。

以這一次的圖像為例，下圖就是韋布在1.87和4.05微米的近紅外波段和18微米的中紅外波段拍攝的圖像疊加后的結(jié)果，它突出了圍繞著中心恒星的熾熱氣體，這一團(tuán)熾熱氣體又被較冷的氣體所包圍。

至于下面這張圖，則是2.12和4.7微米的近紅外波段以及7.7微米的中紅外數(shù)據(jù)結(jié)合的結(jié)果。這張圖里也能看到上面說(shuō)的冷氣團(tuán)，同時(shí)可以更清晰地看到恒星拋射到宇宙空間的物質(zhì)，看起來(lái)非常壯觀。

再看細(xì)節(jié)（下圖），右上角和左上角有一些氣體和塵埃形成的線條，不過(guò)1號(hào)區(qū)域的線條彎彎曲曲，2號(hào)區(qū)域的線條相對(duì)筆直。按理說(shuō)，它們都是由同一顆恒星拋射出來(lái)的，應(yīng)該是對(duì)稱(chēng)的。但據(jù)推測(cè)，1號(hào)區(qū)域拋射的物質(zhì)比2號(hào)區(qū)域晚了幾百年，以至于混合了其他物質(zhì)，導(dǎo)致速度變慢，所以更容易受干擾。

在獲得南環(huán)狀星云的數(shù)據(jù)后，澳大利亞悉尼麥考瑞大學(xué)（Macquarie University）的Orsola De Marco領(lǐng)導(dǎo)著一支近70人的科學(xué)團(tuán)隊(duì)，參考了歐洲航天局蓋亞衛(wèi)星的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)這個(gè)星云進(jìn)行了詳細(xì)的分析。他們將研究成果發(fā)表在了最新一期的《自然-天文學(xué)》雜志上，展示了關(guān)于南環(huán)狀星云的前所未有的秘密。

根據(jù)天文學(xué)家的推測(cè)，形成南環(huán)狀星云的那顆恒星，當(dāng)初的質(zhì)量應(yīng)該有太陽(yáng)的2.8倍，這是迄今為止對(duì)前恒星質(zhì)量推算最精確的一個(gè)案例，與韋布的觀測(cè)能力分不開(kāi)關(guān)系。在拋掉了外殼之后，殘留在這里的白矮星的質(zhì)量也小了許多，目前只有太陽(yáng)質(zhì)量的60%左右。在紫外線的照射下，周?chē)�空間的氣體和塵埃更加明亮。

南環(huán)狀星云的特殊之處在于，這里有不止一顆白矮星。只不過(guò)，它的伴星要小得多，所以很難被發(fā)現(xiàn)。主星在死亡之前，還和伴星發(fā)生了一次互動(dòng)，上演了一場(chǎng)別致的太空舞蹈，并形成了兩股相反的噴流，射到宇宙空間。這些噴流穿透周?chē)�的氣體和塵埃，顯得尤為壯觀。

實(shí)際上，南環(huán)狀星云較小的一顆白矮星發(fā)現(xiàn)的時(shí)間已經(jīng)很晚了，但根據(jù)目前的研究來(lái)看，這里甚至可能存在著第三顆、第四顆乃至第五顆隱藏著的天體。研究人員認(rèn)為，這樣才能完美地解釋南環(huán)狀星云現(xiàn)在的模樣。

白矮星在韋布這個(gè)觀測(cè)波段原本是不發(fā)光的，但圖像里卻顯示出紅色來(lái)，這意味著它的周?chē)�有一個(gè)塵埃盤(pán)，其尺寸和太陽(yáng)系的柯伊伯帶差不多大。這種塵埃盤(pán)并不稀奇，在這樣的雙星系統(tǒng)中很正常，但已知的伴星離這顆白矮星太遠(yuǎn)，不足以產(chǎn)生這樣的塵埃盤(pán)。這意味著，在距離它比較近的位置上，隱藏著第三顆天體。

另外，在當(dāng)初哈勃拍攝的南環(huán)狀星云中，其邊緣是光滑的。但在韋布的紅外圖像中，其邊緣有類(lèi)似漣漪的同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)，還有大量的塵埃絲。這兩顆伴星都不能解釋這個(gè)現(xiàn)象，天文學(xué)家據(jù)此推測(cè)還有第三顆伴星存在。

接下來(lái)的觀測(cè)中，天文學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了其他的特殊現(xiàn)象，那就是氣體和塵埃的高度混亂，這暗示著第五顆天體存在的可能性。如果真的有這顆天體，那么它應(yīng)該相對(duì)安靜，緩慢地在塵埃盤(pán)中繞著垂死的恒星運(yùn)行，并且二者之間的距離最為接近。

隨后，研究人員繪制了6張圖片結(jié)合而成的組圖，詳細(xì)、形象地描述了這幾顆天體的相對(duì)位置和演化歷程。

其中，圖一顯示的是比較小的尺度下，展示了已知伴星和可能存在的第五顆天體的相對(duì)位置。

圖二的尺度相對(duì)更大，可以看到，第三顆天體相對(duì)更遠(yuǎn)一些，但第四顆天體處在最外圍。而且我們可以看到，第三顆天體正在射出它的噴流。

圖三顯示了主星在進(jìn)入演化末期、膨脹為紅巨星的過(guò)程中，第三顆和第四顆天體分別射出了噴流。

圖四向我們展示了恒星風(fēng)是如何在南環(huán)狀星云中吹出一個(gè)氣泡狀空洞的。

圖五展示的是研究人員們推測(cè)的5號(hào)天體和周?chē)�的氣體及塵埃的相互作用，它們形成了最大的環(huán)狀系統(tǒng)。

在這些天體的共同作用下，形成了圖六的模樣，也就是今天我們看到的南環(huán)狀星云。

隨著天文學(xué)家用越來(lái)越多的波段對(duì)這些天體進(jìn)行觀測(cè)，我們對(duì)它們的現(xiàn)在和歷史將會(huì)有越來(lái)越多的了解。就算我們沒(méi)有親眼見(jiàn)證，也能像穿越了時(shí)空一樣還原它們經(jīng)歷的變遷，想一想還真的是很神奇呀！