咱先看时间线,北京时间1月20日这天,美国国家航空航天局在平台上发布了消息,说詹姆斯·韦布望远镜这一回把螺旋星云(NGC 7293)给拍得清清楚楚。咱们把图片拿过来仔细看,用的是近红外相机(NIRCam),这清晰度真的是让人大开眼界。要知道,这个螺旋星云离地球不算太远,一直以来都是天文学家特别关注的焦点。这次韦布望远镜的本事真不小,不仅把星云内部那些像头发丝一样细的纤维结构都给拍出来了,而且这分辨率甩了之前哈勃用可见光拍的还有斯皮策用红外拍的好几条街。 中国科学院国家天文台的研究员说了,这就好比以前咱们只能看个树影,现在都能把每片树叶上的纹路给看清了。图像里最抓眼球的地方是星云里圈圈里头密密麻麻的“彗星状结节”。这些结构看起来跟咱们平时见的彗星很像,脑袋那儿是一大团密气体,尾巴往后拖着。观测数据显示,这些玩意儿是恒星快没气的时候闹腾出来的结果。濒临死亡的中心恒星正在变白矮星呢,它喷出来的星风速度快得吓人,每秒能跑好几千公里,这些高速气流狠狠地撞在红巨星时期抛出去的冷气体层上。冷热气体一打架,交界的地方就冒出了数不清的柱子。 北京大学科维理天文与天体物理研究所的专家分析道,这其实就是一种气体的不稳定性在捣鬼。高温高速的气体冲进低温慢速的介质里,通过瑞利-泰勒那种不稳定性机制弄成了指头状的东西。它们的头部因为辐射冷却变得很紧实,尾巴在恒星的压力下越拉越长。这感觉就像往咖啡里倒牛奶产生的湍流一样,但这事儿发生在宇宙尺度上,就显得特别壮观也特别持久。 韦布望远镜这次能用好多波段一块儿看东西,让咱们第一次在红外下把星云里的三维温度分层给看透了。中心那圈蓝白色的地方是被白矮星发出的紫外线给电离的高温气体;往外边过渡的黄色区是氢分子复合的地带;最外边的红色光环指的是温度低到零下200多摄氏度的冷分子气和尘埃堆。这种颜色的分布其实就是恒星抛出的物质在太空中慢慢变冷的过程。 虽然这次星云中心那个白矮星没直接露脸,但它的影响无处不在。一方面它表面温度超过10万度,紫外线把周围的气儿给点着了;另一方面它一直吹着风推着整个星云往外膨胀。据测算现在这星云每秒大约要往星际空间里扩张25公里。 詹姆斯·韦布望远镜这次对螺旋星云的深度观察不光好看得让人赞叹,更重要的是给咱们研究恒星怎么变老给了关键的数据。那些“彗星状结节”就是物质循环的重要载体,等过个几十万年它们慢慢消散了,就把碳、氧、氮这些元素还给星际介质了。 随着韦布望远镜接着往下看行星状星云的系统研究,咱们对恒星生死的理解肯定会再上一个台阶。这幅650光年外的画虽然远得很,但却在带着我们去思考太阳系未来几十亿年到底会有啥命运。