摘要：在距离地球数千光年的深空中，一个被称为红蜘蛛星云的天体正在向天文学家展示恒星死亡过程中最壮观的景象之一。詹姆斯·韦伯太空望远镜最新发布的红外图像不仅以前所未有的细节展现了NGC 6537的复杂结构，更重要的是揭示了一个长期困扰天文学家的谜团：这个形状奇特的行星
最新红外观测数据显示NGC 6537星云中央存在不可见伴星，其独特沙漏结构和三光年长蜘蛛腿状气体流为理解恒星演化终章提供关键线索。
在距离地球数千光年的深空中，一个被称为红蜘蛛星云的天体正在向天文学家展示恒星死亡过程中最壮观的景象之一。詹姆斯·韦伯太空望远镜最新发布的红外图像不仅以前所未有的细节展现了NGC 6537的复杂结构，更重要的是揭示了一个长期困扰天文学家的谜团：这个形状奇特的行星状星云背后可能隐藏着一个看不见的恒星伴侣。
这一发现对于理解恒星演化的最终阶段具有重要意义。NGC 6537属于行星状星云类别，尽管名称中包含"行星"二字，但它与行星系统毫无关系。这类天体是太阳质量恒星生命末期的产物，当恒星燃料耗尽并膨胀成红巨星后，外层物质被抛射到太空中，剩余的恒星核心发出强烈紫外辐射，使周围的气体发光形成绚丽的星云结构。
韦伯望远镜的近红外相机捕捉到的图像与此前哈勃太空望远镜的光学观测形成了鲜明对比。在哈勃的图像中，中央恒星显得暗淡且呈蓝色，而韦伯的红外视野则揭示了一个发出红光的恒星，周围被炽热尘埃云包围。这些尘埃可能以盘状结构围绕恒星运行，在可见光波段难以察觉，但在红外波长下却异常明亮。
这张图像显示了双极行星状星云 NGC 6537 是用 ESO 拉新罗天文台的新技术望远镜拍摄的。（ESO）
双星系统的有力证据
红蜘蛛星云最引人注目的特征是其独特的沙漏形状：中央部分收缩，两端呈现宽阔的扩展结构。这种几何形态为双星系统的存在提供了强有力的证据。类似的形状特征在其他已知的双星行星状星云中也有发现,如著名的蝴蝶星云NGC 6302。
天文学家认为，当一颗恒星开始抛射外层物质时，如果存在伴星，其引力作用会将物质引导到特定方向，从而雕刻出复杂的三维结构。单独一颗恒星通常产生相对对称的球形或椭球形星云，而双星系统则能创造出更加复杂和不对称的形状。
红蜘蛛星云的"蜘蛛腿"结构为这一理论提供了进一步支持。韦伯望远镜首次完整捕捉到了这些巨大裂片的全貌，每条"腿"延伸约三光年，在图像中呈现蓝色，这是氢分子发出的特征光谱。这些封闭的气泡状结构是数千年来恒星风和气体流出不断积累和膨胀的结果。
哈勃太空望远镜光学波长蝴蝶星云图像。你可以看到中间有一条厚厚的黑色灰尘带。（欧空局/韦伯、美国宇航局和 CSA、K. Noll、J. Kastner、M. Zamani/CC BY 4.0)
更为壮观的是星云中央出现的紫色S形结构,标志着高速电离铁射流从中心恒星附近向外爆发。这些射流与先前抛射的物质发生碰撞,产生了观测到的涟漪状图案。这种现象在双星系统中尤为常见,因为伴星的存在会影响气体流的方向和速度。
恒星演化研究的新窗口
这些观测结果是罗切斯特理工学院J. Kastner教授领导的研究项目的重要组成部分,该项目专门研究双极行星状星云如何通过恒星流出和喷流获得其复杂形状。通过分析这些结构,科学家能够更好地理解恒星生命最后阶段的物理过程。
这张新的 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜本月图片以 NGC 6537 为特色——红蜘蛛星云。韦伯利用其近红外相机 （NIRCam） 揭示了这个风景如画的行星状星云中前所未见的细节，该行星云拥有数千颗恒星的丰富背景（NASA/ESA/CSA)
行星状星云的存在时间相对短暂,通常只有几万年就会逐渐消散到星际空间中。这种短暂性使得每一次详细观测都显得格外珍贵,因为它们提供了研究恒星演化快速变化阶段的难得机会。
韦伯望远镜的红外观测能力在这类研究中发挥着独特优势。红外辐射能够穿透星云中的尘埃,揭示隐藏在可见光观测中的结构细节。同时,许多重要的分子和原子跃迁都发生在红外波段,使得天文学家能够获得关于星云成分和物理条件的详细信息。
对于红蜘蛛星云的研究还具有更广泛的科学意义。我们的太阳作为一颗中等质量恒星,预计在大约50亿年后也会经历类似的演化过程。通过研究像NGC 6537这样的行星状星云,科学家能够预测太阳系未来的命运,以及太阳死亡时可能产生的壮观景象。
技术突破推动科学发现
韦伯望远镜在红蜘蛛星云观测中展现的技术优势,不仅体现在图像质量的提升上,更重要的是为天文学家提供了全新的观测视角。与哈勃望远镜相比,韦伯的红外探测器能够观测到更长的波长范围,揭示了此前无法察觉的天体特征。
这种技术进步对于行星状星云研究具有革命性意义。许多行星状星云的中央恒星温度极高,发出的主要是紫外和X射线辐射,但周围的尘埃和分子云却在红外波段最为明亮。韦伯望远镜恰好弥补了这一观测空白,使科学家能够同时研究恒星本身和周围的复杂环境。
红蜘蛛星云的最新观测成果还为未来的研究项目指明了方向。天文学家计划利用韦伯望远镜继续观测其他疑似双星行星状星云,验证关于恒星伴侣如何影响星云形状的理论模型。这些研究将有助于建立更完整的恒星演化理论框架,深化我们对宇宙中恒星生死循环的理解。
随着韦伯望远镜观测项目的持续推进,类似红蜘蛛星云这样的天体发现将为天文学带来更多惊喜,不断拓展人类对宇宙深处奇观的认知边界。
来源：人工智能学家