不同電離氣體構成的「蝴蝶雲翳」

據美國太空新聞網3月19日報道，關於「行星雲翳」一詞總有些感覺不恰當，天文學家近期發現壯觀的氣體和灰塵雲實際上與行星有著密切聯繫。

在300年前天文學家發現宇宙星體時，他們無法解釋早期使用低質量望遠鏡觀測到的天王星與附近灰塵圓環之間的關聯性，但到了19世紀中期，科學家們才意識到這種灰塵環實際上是垂死恆星所噴射的大量塵埃雲。目前，美國羅徹斯特大學研究人員發現低質量恆星或圍繞年老恆星的大質量氣體行星是形成不同尋常外形雲翳的關鍵因素。

圍繞主恆星的螺旋波結構

螺旋波結構

領導此項研究的埃裡克?布萊克曼說，「很少有研究人員會研究低質量恆星、褐矮星或大質量行星能夠形成不同形狀特徵的雲翳，以及進化恆星周圍的灰塵化學成份的變化。我們的最新研究將解釋低質量恆星和大質量行星是形成包裹星體灰塵雲翳的重要條件。」目前，這項研究發表在英國皇家天文學協會每月通報的《天體物理學期刊簡報》上，據悉，該研究由美國宇航局和國家科學基金會提供研究資金。

恆星生命末端

行星雲翳是許多像太陽這樣的中等體積恆星的晚期存在形式，該狀態僅持續數萬年時間，這對於恆星100億年的壽命而言就像眨眼的一瞬間。在銀河系中有2000億顆恆星，卻僅有1500顆恆星存在行星雲翳狀態，因此能夠觀測到該恆星發光的雲翳是非常難得的。

行星雲翳狀態是恆星在生命晚期耗盡其燃料的開始，恆星的核心逐漸收縮，恆星的包裹層開始膨脹，最終包裹層在宇宙中膨脹延伸數百萬英里。恆星包裹層膨脹時保持球狀形態的概率為五分之一，包裹層可形成熾熱的球形結構，但更多的情況下，恆星包裹層膨脹時會扭曲變成令人眼花繚亂的形狀。

氣體灰塵構成的「貓眼雲翳」

布萊克曼和研究小組同事研究發現低質量共生恆星或類似木星體積的行星對於形成行星雲翳形狀具有重要意義。研究人員有兩種假設——當共生恆星處於較大軌道並與包裹層邊緣產生交互影響，當共生恆星進入緊密小軌道範圍內，它將被包裹層完全吞併，出現行星雲翳。當處於較大軌道範圍內，共生恆星或行星重力開始對包裹層中氣體和灰塵物質產生拖曳作用。這些氣體灰塵物質被壓縮成螺旋波形狀，從像車輪狀的恆星中心釋放出來。布萊克曼稱，這些氣體和灰塵繼續被壓縮，直至螺旋波形像海浪拍打海岸逐漸削弱停止。最終一個油炸圈餅形狀的灰塵環形成於恆星的中間截面位置，很可能是阻塞更多包裹層膨脹，就像繫在一個膨脹氣球上的繩子。隨著時間的推移，一種叫做啞鈴雲翳的結構逐漸形成。

這種星體變化說明了天文學家在雲翳形成前在進化恆星周圍觀測到的灰塵雲的奇特變化。布萊克曼解釋稱，當螺旋波結構被破壞，釋放出其中的被壓縮物質，被壓抑的能量以爆破流形式充分地將灰塵熔化成液態小球。當這些液態小球逐漸地被充分冷卻後，其中的分子將排列成晶體點陣形式。

氣體和灰塵構成的紅長方形梯形雲翳

緊密小軌道的3種結果

研究人員發現，當共生恆星的軌道接近於主恆星時，很可能會有三種結果會出現。第一種結果是：當共生恆星或行星穿越噴射物質時它們會很快地被旋轉包裹起來，在恆星的赤道周圍形成一個較大的圓盤或圓環面；第二種結果是：共生恆星或行星很輕微地與噴射物質接觸，導致它們包裹層內部區域旋轉速度快於外部區域，這種狀態差異性可以伸展和增強恆星的磁場，使磁場像一個巨大的彈簧，向磁極方向噴射著包裹層物質；第三種結果是：共生恆星或行星排斥噴射物，這種情況發生於當共生恆星或行星太小以至於不能排斥包裹層物質，此時的包裹層物質處於未落入主恆星的重力束縛範圍。強烈的恆星牽引力將吸食著軌道縮小範圍內的行星，最終吸食行星的物體形成恆星周圍處於騷動狀態的圓盤殘骸。這些殘骸物質將與包裹層物質一起被噴射排斥。

目前，研究人員計畫調查雲翳中處於混合和被放逐的不同化學成分，由此以發現行星雲翳中探測到的獨特化學信息來自於何處。