天文学家捕捉到垂死恒星吹出的烟圈

　　稿源： cnBeta
　　天文学家以前所未有的细节捕捉到了一颗红巨星经历其最后的死亡阵痛，揭示了一个不寻常的特征。根据《天体物理学杂志》接受的一份预印本论文，这颗被称为V Hydrae（简称V Hya）的恒星喷出了六个不同的物质环。这些神秘的 ＂烟环 ＂形成的具体机制尚不清楚。尽管如此，这一观察仍有可能撼动目前关于这一特定的恒星演化后期阶段的模型，并进一步揭示我们自己太阳的命运。
　　研究人员表示，V Hydrae一直处于脱落其大气层的过程中，最终脱落其大部分质量，这是大多数晚期红巨星所做的事情。然而，这是第一次也是唯一一次在一颗处于死亡边缘的恒星周围看到一系列膨胀的环状物。研究人员计算出一系列膨胀的烟圈每隔几百年就会被吹起。
　　红巨星是恒星演化的最后阶段之一。一旦一颗恒星的核心停止通过核聚变将氢转化为氦，重力就开始压缩恒星，提高其内部温度。这个过程点燃了惰性核心周围燃烧的氢气外壳。最终，核心的压缩和加热导致恒星大幅膨胀，直径达到6200万至6.2亿英里（1亿至10亿公里）。 按照恒星的标准，其表面温度相对较低，仅有4000至5800华氏度（2200至3200摄氏度）。所以这些恒星呈现出橙红色的外观，因此被称为红巨星。
　　最终，红巨星核心中的氦气将被耗尽，核心将再次收缩。然后，这颗恒星就会成为一颗渐近巨支（AGB）星（最后的红巨星阶段）。AGB恒星的内部结构包括一个由碳和氧组成的中央核心，一个核聚变将氦变成碳的外壳，以及另一个将氢变成氦的外壳。这些恒星通常每隔100到1000天就会产生亮度增加的戏剧性脉冲。此外，强烈的表面风会在恒星周围形成一个被称为环星包层的气态云。
　　这些强烈的恒星风最终将驱逐大气层和恒星包膜，这颗恒星将成为行星状星云中的白矮星。AGB恒星失去其质量的速度越快，它就越接近于最后的转变。我们的太阳将在大约50亿年后最终成为一个红巨星，最终进展到AGB，然后最终演变成一个以白矮星为中心的行星星云。
　　这就是天文学家多年来理解的过程。然而，V Hydrae的不寻常特征让他们重新思考这个问题。V Hydrae位于1300光年外的海德拉星座，是一颗富含碳元素的恒星，这意味着它的大气层中的碳元素比氧气多。就其质量而言，它的损失率很高，所以天文学家推测，它可能正在脱落其大气层，成为一个行星状的星云。
　　这颗AGB星也很耐人寻味，因为每隔8年左右，就会有大规模的等离子体喷发，而且大约每隔17年就会出现亮度急剧下降的情况。这些事件表明存在着一颗几乎不可见的伴星，亮度的下降可能是由与这颗第二颗恒星有关的云层从V Hya前面经过造成的。
　　这项最新的研究将哈勃太空望远镜的数据与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测结合起来，结合红外线、光学和紫外线数据来捕捉V Hya在多种波长下的死亡之旅。这颗恒星离我们很远，而且被密集的尘埃所包围，但是ALMA更高的分辨率揭示了它的环和外流的巨大细节。
　　研究发现，这颗恒星正在通过吹出一系列的烟圈来脱落其大气层，这些烟圈在过去2100年左右的时间里向外扩张，在V Hydrae周围形成了一个尘埃盘状的区域。研究小组将这种结构称为DUDE（正在进行动态膨胀的圆盘）。
　　他们的观测还显示了从恒星中排出的高速气体爆炸，其方向相反，与烟圈垂直，形成了两个沙漏状结构。这些结构正在以超过50万英里/小时（240公里/秒）的速度迅速膨胀。发现这一过程可能涉及气体环的喷射，同时产生高速的间歇性物质喷流，为我们了解恒星如何结束其生命带来了一个新的、迷人的见解。