如鬼魅般的宇宙最冷天体 回力棒星云-272°C夺冠

宇宙最冷天体回力星云」。(图/引用自台北天文馆之网路天文馆网站

国际中心综合报导

回力棒星云(Boomerang nebula)是宇宙中迄今已知最冷的天体,温度仅绝对温度1度(-272°C),事实上,这可是比创造宇宙的大霹雳所留下的黯淡余晖-宇宙微波背景辐射的3K还低!

天文学家利用位在智利的阿塔卡玛大型毫米波及次毫米波阵列(ALMA),一窥回力棒星云在无线波段新面貌,希望能了解其寒冷的性质及有如鬼魅般的真实模样

最初地面望远镜所见到的,是弯曲有如回力棒的外观,这也是它为何被称作回力棒星云的原因,后来哈柏太空望远镜拍摄到像是领结一般的构造。最新的ALMA资料显示,哈柏的影像只能说明一部分故事,影像中的双瓣构造可能仅是可见光玩的光学小把戏

本篇「天文物理期刊」(the Astrophysical Journal)论文的第一作者Raghvendra Sahai表示,「这个极冷天体非常有趣,透过ALMA,我们能更了解它的真实本质,过去由地面可见光望远镜所看到的双瓣回力棒形状,事实上是个快速向太空膨胀的巨大结构。」

回力棒星云位在半人马座方向距离我们约5000光年,是个年轻的原行星状星云。行星状星云的本质与名称无关,其实是类似太阳恒星生命末期将外壳气体向外抛出的一个阶段,留在中心的白矮星发出强烈紫外辐射,使周围云气发出绚烂色彩

原行星状星云是处在即将要形成行星状星云的一个阶段,中央恒星的温度不足以发出足够的紫外辐射,在这个阶段,我们是借着尘埃反射的星光才得以看见星云。

由中央恒星喷流出的气体由于快速膨胀而降温,这和冰箱利用膨胀的气体产生低温环境原理类似,科学家借由观察星云气体如何吸收均匀的2.8 K宇宙微波背景辐射,而得以测量其温度。

Sahai表示,当2003年天文学家利用哈柏太空望远镜观察回力棒星云时,可以看到非常典型沙漏外观,很多行星状星云都有这种双瓣的构造,这是由于恒星喷射出高速气体所导致,这两道喷流会在稍早恒星在红巨星阶段时所抛出的周遭云气中掘出大洞

然而使用单一碟型天线的毫米波望远镜观察,并没有看到像哈柏望远镜所看到的中央细窄部分,而是看到一个均匀近乎球形的喷流。

ALMA望远镜的超高解析度可以解释这种情形,借由毫米波观测一氧化碳分子的分布情形,天文学家能够看到哈柏所拍摄的双瓣构造-但仅局限在星云的内部区域,除此之外,他们还看到延展约略呈现圆形的低温云气。

他们在恒星周围发现一条浓密的毫米尘埃粒子,这能解释可见光为何看到外侧云气有着沙漏般的外形,这些微小的尘埃粒子遮住了部分恒星,使星光仅能从相反方向的狭窄范围照亮云气,因而显现出沙漏般的外观。

Sahai表示,这对了解恒星如何死亡并形成行星状星云十分重要,ALMA能为解答类似太阳恒星的濒死挣扎揭开一线曙光

本篇最新研究也指出星云的外围边缘已开始升温,虽然还是比宇宙微波背景辐射的温度略低,升温可能是由光电效应所导致,光电效应是由爱因斯坦所提出,描述固体材料吸收光子后发射出电子的情形。(文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)