在上個世紀,天文學家了解到,當恒星死亡時,它們可以根據質量分成兩個不同的組。那些出生時質量超過太陽八倍的巨星,死後會突然爆炸,成為超新星。其他普通的恒星,如太陽,會繼續存在。未來幾年,它們不會爆炸,而是像汽車發動機耗盡汽油壹樣間歇性燃燒燃料。
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恒星生命幾乎所有的能量來源都來自於中心的核反應,它會耗盡所有可用的氫,然後是氦。當核燃燒向外到達核心周圍殼層中的新物質時,恒星將膨脹成所謂的紅巨星。當殼層中的氫也燃盡時,恒星開始融合氦。在這個過程中,恒星變得極其不穩定。深層擾動,加上輻射壓力和其他力量,將膨脹松散的表面高高舉起,拋向太空,創造出行星狀星雲。
自18世紀以來,天文學家已經拍攝並記錄了大約1500個行星狀星雲。在我們的星系中,可能還有壹萬個行星狀星雲潛伏在濃密厚重的塵埃雲下。在銀河系中,雖然每隔幾個世紀就會有壹顆超新星爆發,但每年都會有壹個新的行星狀星雲形成,數百個舊星雲逐漸消失。超新星可能明亮耀眼,但它們的碎片是混亂的,缺乏像行星狀星雲那樣的對稱性和復雜性。
貓眼星雲(NGC6543)是銀河系中最奇怪的行星狀星雲之壹。它距離太陽約3000光年,是壹個多層多色的氣體雲。這種星雲與行星無關,這個術語純屬歷史錯誤。它們是中等大小的恒星死後慢慢展開的殘骸。我們的太陽將以類似的方式結束它的生命。貓眼的扭曲是復雜的,這是哈勃太空望遠鏡在1994年看到的,這讓天文學家很難解釋它。
從美國華盛頓大學的天文系大樓,妳可以很容易地看到玻璃吹制大師戴爾·胡立的鑄造廠。李是著名的玻璃雕塑家,他的作品輝煌和順利往往令人想起活躍的水下生物。當這些雕塑在暗室中被強光照射時,光線在堅硬的玻璃房間之間穿梭,會使它們更加生動。黃色水母和紅色章魚在鈷藍色的水域中向前噴射;海底的海藻隨著潮水搖曳;壹對泛著柔和光澤的扇貝像戀人壹樣相擁在壹起。
對於天文學家來說,胡立的作品有另壹個層面的* * *音;很少有其他人類造物能像行星狀星雲那樣光彩奪目。即將耗盡燃料的恒星從內部被照亮,熾熱的原子和離子發出耀眼的顏色。這些雲在黑暗宇宙的映襯下看起來栩栩如生,因此研究人員將它們命名為螞蟻、海星雙胞胎和貓眼。哈勃太空望遠鏡觀測到的這些天體往往是最令人興奮的太空圖像。
兩個世紀前,英國天文學家威廉·赫歇爾將這種雲命名為(或者說是誤判了)行星狀星雲。他是星雲的天才發現者。這些模糊的雲只能通過望遠鏡才能看到,其中許多雲都有隱約可見的圓圈,這讓赫歇爾想起了他發現的綠色行星——天王星。他認為那些雲可能是正在年輕恒星周圍形成的行星系統。這個名字從此流傳下來,盡管事實正好相反:這樣的星雲是由垂死恒星的氣體組成的。它代表的不是我們的過去,而是我們的未來和命運。大約50億年後,太陽將在行星狀星雲優雅精致的狂怒中走下宇宙舞臺。
蠕蟲星雲的中央恒星(NGC 6302)是已知最熱的天體之壹。圍繞中央恒星的是壹個致密、多塵、富含碳的環面(右上)。
像所有偉大的藝術作品壹樣,行星狀星雲不僅僅讓我們眼花繚亂。這些星雲讓我們懷疑我們對世界的認識,尤其是對描述恒星生命故事的物理學,即恒星演化理論提出了巨大的挑戰。這是壹個成熟的、看似發達的科學理論,也是我們認識宇宙的基礎理論之壹。然而,它在解釋哈勃圖像中明顯復雜的圖案時遇到了麻煩。如果星星生下來是圓的,活著的時候是圓的,死了也是圓的,怎麽能創造出螞蟻、海星、貓眼這樣復雜精致的圖案呢?