阿塔卡馬射電望遠鏡陣列捕捉到老恆星臨死時變化的那一刻

一組以鹿兒島大學今井裕副教授為首的國際天文學家團隊，使用阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波射電望遠鏡陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，縮寫 ALMA）捕捉到了一顆老恆星臨死時開始改變其環境的一瞬間。 恆星噴出了高速雙極氣體射流，該噴射流正在與周圍的物質碰撞。 觀察到的噴射流的年齡估計不到六十年。 這些是了解行星狀星雲如何形成的關鍵特徵。

太陽般的恆星在生命的最後階段，演化成膨脹的紅巨星。 然後恆星將氣體拋出，形成稱為行星狀星雲的殘留物。 行星狀星雲的形狀多種多樣。 有些是球形的，但有些是雙極的或顯示複雜的結構。 天文學家對這種變種的起源很感興趣，但是一顆老恆星拋出的厚厚的塵埃和氣體使該系統模糊不清，因此很難研究該過程的內部工作原理。

為了解決這個問題，瑞典查爾默斯理工大學的丹尼爾·塔佛亞（Daniel Tafoya）領導的一組天文學家將阿塔卡馬射電望遠鏡陣列對準了W43A，這是天鷹座中的一個古老恆星系統。

由於阿塔卡馬射電望遠鏡陣列的高分辨率，團隊獲得了W43A周圍非常詳細的可視圖像。最引人注目的結構是其小的雙極射氣流。 研究小組發現，噴射氣流的速度高達每秒175公里，遠高於之前的估計。 基於這個速度和噴射氣流的大小，研究小組計算出噴射氣流的壽命少於人類的壽命。

塔佛亞解釋：考慮到噴射氣流的壽命與恆星的整體壽命相比，可以肯定地說，我們正在目睹噴射氣流剛剛開始向周圍氣體推進的確切時刻。當噴射氣流在大約六十年的時間內穿透周圍的物質時，一個人就能觀察到這些噴射氣流發展的過程。

實際上，阿塔卡馬射電望遠鏡陣列圖像清楚地描繪了噴射氣流逸入（entrainment）的塵埃雲的分佈，這是有說服力的證據，顯示它正在影響周圍的環境。

研究小組認為，這種逸入是形成雙極型行星狀星雲的關鍵。 這種情況下，老化的恆星最初會球形地噴射氣體，而恆星的核心將失去外圍大氣層。 如果恆星有伴星，則來自伴星的氣體會傾瀉到垂死的恆星的核心上，而這種新氣體的一部分會形成噴射流。 因此，老恆星是否有伴星是決定行星狀星雲結構的重要因素。

【圖、文：節譯自日本國立天文台2020年3月5日新聞公佈】研究全文刊登在2020年2月13日出版的《天體物理學快報》