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詹姆斯·韦伯望远镜揭示了垂死恒星中的碳分子

Telescópio James Webb
照片: Telescópio James Webb - 24K-Production/ Shutterstock.com

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到了 Tc 1 星云中一颗晚年恒星的详细图像,该恒星被复杂的气体和尘埃结构包围,距离地球约 10,000 光年。这些观测结果揭示了一种被称为巴基球的特殊碳分子的存在,这种化合物由于在深空中很少被发现,多年来一直引起科学家们的兴趣。收集的数据扩展了有关这些基本元素在宇宙极端环境中如何表现的知识。

星云中心的恒星是一颗非常热的白矮星。它是一颗类似于太阳的恒星的残骸,但年龄要大得多,在消耗完所有核燃料后排出了外层。这颗白矮星仍然发出强烈的辐射,照亮了周围的气体并形成了韦伯观察到的明亮结构。这种光可以详细研究该区域的化学成分。

以高分辨率鉴定稀有分子

巴基球,科学上称为巴克敏斯特富勒烯,仅由以封闭结构组织的碳原子形成。这种配置使它们极其稳定并且形状类似于足球。它们属于一类更大的化合物,称为多环芳烃,被认为很重要,因为它们可能与宇宙生命起源相关的化学过程有关。

2010 年,美国宇航局的斯皮策望远镜首次在太空中探测到富勒烯,也是在 Tc 1 星云中。然而,詹姆斯·韦伯的新图像揭示了更多细节。加拿大西部大学的研究员 Jan Cami 强调,该区域显示出意想不到的结构,并提出了有关这些分子在高辐射环境中如何形成和行为的新问题。与以前的任何仪器相比,韦伯可以捕获更高分辨率的图像并识别更细微的化学变化。

该图像显示了 JWST 在红外波段看到的 Tc 1 星云 - NASA / ESA / CSA
该图像显示了 JWST 在红外波段看到的 Tc 1 星云 – NASA / ESA / CSA

星云内的神秘分布

Morgan Giese 等科学家分析了富勒烯在 Tc 1 星云中的分布情况。他们发现这些分子似乎在白矮星周围形成了一个有组织的层,就好像它们被构造成一个更大的球形一样。这种意想不到的配置仍然没有明确的解释。研究人员指出,甚至还不清楚为什么这些化合物的存在在某些宇宙环境中如此普遍,而在其他环境中却很少见。

这些分子不仅仅出现在生命最后阶段的恒星中。它们还被发现于:

  • 正在培养的年轻明星
  • 稠密的星际云
  • 恒星诞生区域
  • 到达地球的陨石

然而,这种分布模式仍然是现代天文学中最大的谜团之一。

身体行为违背科学模型

另一个有趣的点涉及这些分子如何发射红外光。当前的理论模型无法完全解释韦伯观察到的行为。这表明所涉及的物理过程可能比之前想象的更加复杂。科学家们认识到需要新的理论和实验研究来调整预测并了解这些排放背后的物理原理。

与 2020 年关闭的斯皮策望远镜相比,詹姆斯·韦伯望远镜取得了重大进步。凭借更大的镜子和更灵敏的仪器,JWST 能够捕获具有更高红外分辨率的图像。这使得前所未有地精确研究星际空间中存在复杂分子的区域成为可能。

宇宙探索的下一步

科学家们计划与詹姆斯·韦伯一起进行新的观测,以调查与 Tc 1 类似的其他行星状星云。中心目标是了解来自中心恒星的辐射如何影响周围环境的化学成分。研究人员还想揭示这些过程如何影响宇宙时间内分子的演化,帮助揭示生命必需的元素如何在整个宇宙中传播。研究团队包括 Simon Van Schuylenbergh、Els Peeters、Jan Cami、Morgan Giese、Charmi Bhatt 和 Dries Van De Putte,他们都为这项极其重要的研究做出了贡献。

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