NASA發(fā)布哈勃拍攝的“垂死”恒星CW Leonis的圖像

在萬圣節(jié)到來之際，長期運(yùn)行的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到了一顆被煤煙包圍的恒星的令人毛骨悚然的圖像。

(圖片來源：ES局/哈勃、美國宇航局和ToshiyaUeta（丹佛大學(xué)）、HyosunKim(KASI))

這顆恒星是一顆名為CW Leonis的古老紅巨星，似乎嵌在一個(gè)橙色的蜘蛛網(wǎng)中。這張照片顯示，太陽光束穿透了恒星周圍的煤煙碳，但燃料正在耗盡。這個(gè)橙紅色的“蜘蛛網(wǎng)”是塵土飛揚(yáng)的碳云，吞噬著這顆垂死的恒星，碳云是從CW Leonis星的外層被拋出，散到墨黑的虛空中而產(chǎn)生。這些碳通過恒星內(nèi)部的核聚變形成，其擁有富含碳的大氣層。將碳炸回太空，為未來恒星和行星的形成提供了原材料。地球上所有已知的生命都是圍繞碳原子建立，復(fù)雜的生物分子由碳原子與宇宙中其他常見元素結(jié)合而成。

在恒星的演化過程中，當(dāng)小質(zhì)量和中等質(zhì)量的恒星核心中的氫燃料消耗殆盡時(shí)，平衡核心內(nèi)重力擠壓的向外壓力就會(huì)失去平衡，導(dǎo)致恒星開始坍縮。隨著核心坍塌，核心周圍的等離子體殼變得非常熱，開始融合氫，隨之產(chǎn)生足夠的熱量，使恒星的外層急劇膨脹，并將其變成膨脹的紅巨星。在這個(gè)生命階段，恒星將大量的氣體和塵埃向外噴射到太空中，最終拋棄了它們的全部外殼。照片中的碳星CW Leonis的情況也正是如此，這個(gè)過程使恒星周圍環(huán)繞著一層濃密的氣體塵埃云。

美國宇航局在一份聲明中寫道：“碳是在恒星的核心形成的，是核聚變的廢物?！辈⒅赋?，由于燃料供應(yīng)不足，CW Leonis正在噴出充滿碳元素的煤灰。

美國宇航局繼續(xù)說?！叭魏斡斜跔t的人都知道煤煙是令人討厭的，但是噴射到太空的碳為未來恒星、行星甚至生命的形成提供了原材料。在地球上，復(fù)雜的生物分子是由碳原子與其他常見元素結(jié)合的形式組成的?！庇钪嬷写蠖鄶?shù)恒星主要由氫氣和氦氣等元素構(gòu)成，而CW Leonis恒星上則含有豐富的碳元素和氧元素，當(dāng)哈勃望遠(yuǎn)鏡剛發(fā)現(xiàn)CW Leonis恒星時(shí)，科學(xué)家曾認(rèn)為在這顆恒星周圍可能存在類似地球生態(tài)的行星。

科學(xué)家認(rèn)為在CW Leonis恒星系統(tǒng)如果存在宜居行星，那么該行星上的生命也是由碳元素構(gòu)成的生命體，而且CW Leonis恒星比太陽形成的時(shí)間更加早遠(yuǎn)，出現(xiàn)智慧生命的時(shí)間也會(huì)比地球更早，如今的CW Leonis恒星已經(jīng)處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)，不斷噴發(fā)的恒星物質(zhì)早已摧毀了周圍行星上的任何生命，雖然在CW Leonis恒星周圍找不到任何有生命的行星，我們或許能從CW Leonis恒星的演化狀態(tài)中找到太陽的演化路線。

CW Leonis是離地球最近的碳星，距離地球大約400光年，大約是最近的恒星系統(tǒng)半人馬座阿爾法星的100倍。這顆恒星正處于生命的后期階段，它已經(jīng)從像太陽一樣將核心中的氫融合到外層。

美國宇航局表示，紅巨星生命的這一階段給了它“第二次租約”；研究這些恒星還可以讓我們預(yù)測(cè)我們自己的太陽在數(shù)十億年后的晚年將如何表現(xiàn)。太陽暫時(shí)在其核心融合氫，但在未來晚些時(shí)候，它將會(huì)耗盡氫，恒星將開始坍塌。當(dāng)來自核心的核聚變“爐”的外向壓力與重力的擠壓相平衡時(shí)，一顆恒星就會(huì)發(fā)光。

當(dāng)恒星的氫燃料耗盡時(shí)，重力的持續(xù)拉力導(dǎo)致恒星開始坍縮。隨著核心的收縮，圍繞核心的等離子體外殼變得足夠熱，開始融合氫氣，使恒星獲得第二次生命。它產(chǎn)生的熱量足以使恒星的外層急劇膨脹，并膨脹成一顆“臃腫”的紅巨星。最終，等離子體或核心周圍的過熱氣體將加熱，讓氫融合再次在外層，延長太陽的能力最終耗盡燃料之前，脫落氣體層，留下一個(gè)冷卻核心稱為白矮星。

由于連續(xù)波CW Leonis與我們的距離相對(duì)較近，天文學(xué)家可以對(duì)它進(jìn)行非常詳細(xì)的檢查來了解更多關(guān)于恒星如何與環(huán)境的相互作用。然后科學(xué)家們可以將結(jié)果推斷到更遙遠(yuǎn)的恒星，哈勃可能會(huì)看到更不易被發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。

在過去20年左右，哈勃對(duì)這顆恒星進(jìn)行了幾次研究?！睆?fù)雜的殼層和弧線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能是由恒星的磁場(chǎng)形成的。哈勃在過去20年里對(duì)連續(xù)波獅子座的詳細(xì)觀測(cè)也顯示了恒星周圍噴出物質(zhì)的線紋的膨脹。這使天文學(xué)家有機(jī)會(huì)了解這顆恒星和它周圍湍流包層之間的相互作用，其殼和弧的復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能是由恒星的磁場(chǎng)形成的。在過去20年里對(duì)CW Leonis進(jìn)行的詳細(xì)哈勃觀測(cè)，也顯示了該恒星周圍噴出物質(zhì)線有擴(kuò)張。

從CW Leonis向外輻射的明亮光束，是這顆恒星最引人注意的特征之一。它們的亮度在15年內(nèi)發(fā)生了變化——從天文學(xué)的角度來說，這是一個(gè)令人難以置信的短暫時(shí)間范圍。天文學(xué)家推測(cè)，籠罩在CW Leonis上的塵?？p隙，可能允許星光束穿透并照亮塵埃，就像穿過陰暗天空的探照燈一樣。然而，造成其亮度劇烈變化的確切原因還沒有得到解釋。

BY: Elizabeth Howell

FY:龔昱丹

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