ALMA望遠鏡陣列揭曉宇宙「極冷禁區」神秘面紗

圖中是回力棒星雲的合成圖像，ALMA望遠鏡陣列觀測的橙色部分是沙漏狀流出物。

天文學家使用阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波望遠鏡陣列（ALMA）揭曉了回力棒星雲的神秘面紗，它被稱為宇宙最寒冷區域，是垂死紅巨星產生的前行星狀星雲，這項最新研究結果發表在近期出版的《天體物理學雜誌》上。

一顆遠古紅巨星形成回力棒星雲，它是迄今觀測的宇宙最寒冷區域。這顆紅巨星所形成的環境比深太空自然背景溫度更低，該現象困惑了科學家20多年。目前，天文學家使用ALMA望遠鏡陣列能夠揭曉其中的答案，一顆小伴星可能進入紅巨星中心區域，以超冷氣體和灰塵流出物的形式噴射這顆較大恆星的多數物質。

流出物迅速膨脹，其溫度降至零下272.5攝氏度，ALMA望遠鏡陣列幫助天文學家揭曉了這一神秘現象，首次提供了回力棒星雲精確的範圍、年齡、質量和動能。研究報告作者、美國宇航局噴氣推進實驗室天文學家拉赫溫德拉·薩哈伊（Raghvendra Sahai）博士說：「最新數據表明，這顆超大質量紅巨星的絕大多數質量高速釋放進入太空，其速度超越了單顆紅巨星的『能力範圍』。」

如此快速噴射大質量恆星物質的唯一方式是兩顆交互恆星的引力能，這將解釋超冷流出物的獨特屬性，這種交互恆星引力能可能是宇宙早期多數恆星暴力死亡的主要原因。研究報告合著作者、瑞典查爾姆斯理工大學天文學家沃特·威勒明斯（Wouter Vlemmings）教授說：「回力棒星雲的極端屬性挑戰了恆星交互性的傳統觀點，提供最佳機會測試包含一顆巨恆星的雙星系統的物理特徵。」

回力棒星雲距離地球大約5000光年，位於半人馬星座，該星雲最早於1995年被探測到，天文學家注意到它吸收了宇宙微波背景（CMB）的光線，這些遠古光線是大爆炸之後38萬年宇宙熾熱和密集時期產生的。

這些輻射光線證實了太空自然背景溫度，僅為零下270.42攝氏度，回力棒星云為了吸收這些輻射光線，必須比持續130億年冷卻的這種昏暗能量的溫度更低。最新ALMA觀測結果呈現了回力棒星雲，顯示圓形超寒冷流出物中存在一個沙漏結構。

這個沙漏狀流出物結構從頭至尾延伸3萬億公里，是地日距離的21000倍，是中心恆星釋放噴射流形成的，它像一個除雪機一樣清除了超冷流出物的內部區域。超冷流出物擴張了10倍，其運行速度為150公里/秒，在它首次從垂死恆星中噴射出來之後，大約需要3500年才能抵達至流出物的外部邊緣。該狀況不僅持續時間較長，而且回力棒星雲處於緩慢加熱。

研究報告合著作者、聯合ALMA天文台天文學家拉爾斯·阿克·尼曼（Lars-Ake Nyman）博士說：「我們在一個非常特殊、短暫的時期內觀察到這個獨特星雲，很可能這個超級宇宙『冷凍箱』在宇宙中非常普遍，但它們僅能在相對短暫時間裡維持極端溫度條件。」（葉傾城）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！