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天體物理學(xué)家破解行星狀星云中“消失”的硫

時(shí)間：2025-12-12 01:41:19 來源：網(wǎng)絡(luò)整理編輯：焦點(diǎn)

核心提示

我們團(tuán)隊(duì)制作的一幅現(xiàn)已成為標(biāo)志性的拼貼畫，展示了22幅著名的PNe作品，按照大致的實(shí)物大小順序以螺旋圖案進(jìn)行藝術(shù)排列。最大的PNe的表面亮度比最小的暗十萬倍左右，直徑可達(dá)3 pc。致謝:uux.cn/ 廬陽區(qū)（外圍上門）服務(wù)+v電365-*2895真實(shí)服務(wù)，無任何前期費(fèi)用

我們團(tuán)隊(duì)制作的一幅現(xiàn)已成為標(biāo)志性的拼貼畫，展示了22幅著名的天體PNe作品，按照大致的物理廬陽區(qū)（外圍上門）服務(wù)+v電365-*2895真實(shí)服務(wù)，無任何前期費(fèi)用實(shí)物大小順序以螺旋圖案進(jìn)行藝術(shù)排列。最大的學(xué)家行星PNe的表面亮度比最小的暗十萬倍左右，直徑可達(dá)3 pc。破解致謝:uux.cn/歐空局/哈勃和美國國家航空航天局、狀星歐洲南方天文臺、云中NOAO/AURA/國家科學(xué)基金會。消失
（神秘的天體廬陽區(qū)（外圍上門）服務(wù)+v電365-*2895真實(shí)服務(wù)，無任何前期費(fèi)用地球uux.cn）據(jù)香港大學(xué)：香港大學(xué)（HKU）空間研究實(shí)驗(yàn)室（LSR）的兩名天體物理學(xué)家終于解決了一個(gè)長達(dá)20年的天體物理學(xué)難題，該難題涉及在行星狀星云（PNe）中發(fā)現(xiàn)的物理元素硫的含量低于預(yù)期，而其他元素和其他類型的學(xué)家行星天體物理物體的預(yù)期和測量值則低于預(yù)期。
長期以來，破解預(yù)期的狀星硫含量似乎“在行動中缺失”。然而，云中由于利用了高度準(zhǔn)確和可靠的消失數(shù)據(jù)，他們在隱藏于眾目睽睽之下后終于報(bào)到。該團(tuán)隊(duì)最近在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。
PNe是垂死恒星短暫的發(fā)光、噴射、氣態(tài)外殼，長期以來，專業(yè)和業(yè)余天文學(xué)家都因其多彩多樣的形狀而著迷。與它們的宿主恒星相比，PNe的壽命只有幾萬年，而宿主恒星可能需要數(shù)十億年才能通過PN階段成為白矮星。
因此，PNe提供了恒星垂死掙扎幾乎瞬間的快照。它們是研究后期恒星演化的重要科學(xué)窗口，因?yàn)樗鼈冐S富的發(fā)射線光譜使人們能夠詳細(xì)研究它們的化學(xué)成分。
神秘的硫異常
過去的研究表明，PNe光譜似乎存在硫元素的不同缺乏。這種不足很難解釋，因?yàn)樵谫|(zhì)量更大的恒星中，硫（一種α元素）應(yīng)該與氧、氖、氬和氯等其他元素同步產(chǎn)生。因此，它的宇宙豐度也應(yīng)該成正比。
令人驚訝的是，盡管在H II區(qū)域（氫離子化區(qū)域）和藍(lán)色致密星系中觀察到硫和氧豐度之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，但源自中低質(zhì)量恒星的PNe始終表現(xiàn)出較低的硫含量，從而導(dǎo)致了困擾天文學(xué)家數(shù)十年的神秘“硫異?！?。
天體物理學(xué)家破解行星狀星云中“消失”的硫

兩個(gè)圖的縱軸是硫相對于氫的豐度。左圖-硫異常（藍(lán)色點(diǎn)代表PNe，綠色點(diǎn)代表HII地區(qū)和藍(lán)色致密星系），其中硫相對于氧顯示。與PNe其他阿爾法元素預(yù)期和觀察到的1:1鎖步行為相比，PN測量的分散性較大。右圖:綠點(diǎn)和以前一樣，但這次橙色點(diǎn)是來自VLT銀河中心PN樣本的PNe，硫與氬而不是氧相對應(yīng)。現(xiàn)在首次看到硫的同步行為，異常幾乎消失的平行軌跡和更緊密的關(guān)系。Credit:uux.cn/改編自《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》（2024年）。DOI: 10.3847
解開謎團(tuán)
譚淑玉畢業(yè)于HKU大學(xué)物理學(xué)碩士學(xué)位，是HKU LSR分校的研究助理，她和她的導(dǎo)師昆汀·帕克教授（LSR的主任）一起使用了一個(gè)前所未有的樣本，對位于銀河系中心的大約130個(gè)PNe進(jìn)行了異常高信噪比（S/N）的光譜研究。這個(gè)特殊的數(shù)據(jù)集具有最小的背景噪聲，允許對光譜特征進(jìn)行清晰而詳細(xì)的檢查，幫助團(tuán)隊(duì)有效地處理和解決這個(gè)謎團(tuán)。
這些PNe是使用位于智利的世界領(lǐng)先的歐洲南方天文臺（ESO）8米甚大望遠(yuǎn)鏡觀測到的。事實(shí)證明，這種異常本質(zhì)上是PNe光譜中硫發(fā)射線數(shù)據(jù)質(zhì)量差的結(jié)果。發(fā)現(xiàn)使用氧作為其他元素的基本金屬性比較物是不準(zhǔn)確的，相反，氬顯示出與硫的氧更強(qiáng)的相關(guān)性，并被建議作為金屬性的更可靠指標(biāo)和合適的比較元素。
天體物理學(xué)家破解行星狀星云中“消失”的硫

智利ESO望遠(yuǎn)鏡拍攝的行星狀星云PN NGC 5189。有人說它看起來像中國在太空中的飛龍。圖像:uux.cn/ESO
因此，當(dāng)一個(gè)大的、精心挑選的PNe樣本在大型望遠(yuǎn)鏡上以高信噪比進(jìn)行光譜觀測時(shí)，不僅數(shù)據(jù)首次揭示了PNe硫的強(qiáng)烈同步行為，正如其他類型的天體物理物體所看到和預(yù)期的那樣，而且異常本身也有效地消失了。
作者有效地駁斥了先前的說法，即行星狀星云中的硫異常是被低估的較高硫電離階段或弱硫線通量的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了高質(zhì)量數(shù)據(jù)在揭開科學(xué)之謎方面的至關(guān)重要性。

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