世界不思議

巨星系統強烈作用,韋伯望遠鏡拍下被星光推動的「年輪」塵埃



2 顆巨大恆星的相互作用引發宇宙煙火,被韋伯太空望遠鏡捕捉到過去 130 年內形成至少 17 個同心圓塵埃環。

包括太陽在內,從恆星表面吹出的「恆星風(帶電粒子流)」推動周遭塵埃是宇宙常見芝麻小事,有趣的是這些塵埃如何擴散到周圍空間。而當聯星系統中有 2 顆距離相對靠近的恆星時,恆星風會合併、形成有趣的塵埃同心環。

原本天文學家預期塵埃會以均勻的速度擴散,然而當英國劍橋大學團隊分析過去 16 年對 WR140 系統的觀測結果時,發現塵埃實際上正在行進過程中加速。

WR140 系統由 1 顆 O 型星與 1 顆沃夫–瑞葉星(Wolf-Rayet,WR 星)相互繞旋組成,前者大小約太陽 20 倍,是非常罕見的恆星類型,表面溫度超過 30,000K;後者更加罕見,亮度比地球高數 10 萬倍,表面溫度介於 30,000K~210,000K。

而這 2 顆巨星一起組成的 WR140 系統,亮度驚人的比太陽高出百萬倍,當兩者軌道彼此靠近(約每 8 年繞旋一圈)相互作用時,以每秒 3,000 公里速度吹拂的恆星風碰撞也形成了韋伯太空望遠鏡最新拍攝、形狀奇特的同心環。科學家知道塵埃殼膨脹速度很快,卻不知道會越來越快,新研究表明恆星發出極強烈的光與物質相互作用,推動塵埃並使其加速。

過去,凱克望遠鏡只能拍出 WR140 系統前 2 個同心環,但韋伯太空望遠鏡拍出了至少 17 個從中心以完美間隔向外擴散的同心環,由於環的間距由軌道周期決定,代表這些環可以像年輪一樣計算出最外層漣漪形成於多久之前。

光子能攜帶動量推動物質,只是過程很難捕捉,由恆星光芒引起加速更是少見,因為這種力會隨著距離增加而減弱,並由其他自然力迅速接管。韋伯望遠鏡不只又一次證明它的強大功能,也為沃夫–瑞葉星物理學研究打開一扇新大門。

新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。


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