恆星屍體揭示了消失星塵的線索

你在刷煎蛋時手靠著的桌子，坐著的椅子，面對的筆記本電腦，左手邊的水杯，甚至是你自己都是由星塵構成的。這些星塵在太陽誕生之前的就死亡的恆星中就被鍛造成別的東西。亞利桑那大學的科學家在探索神秘恆星屍體周圍的空間時發現了一個有助於解開一個長期謎團的發現：星塵來自哪裡？

當一顆恆星死亡時，他們將各種元素播撒在周圍的宇宙中，然後這些地方過「一小段時間」就又會匯聚形成新的恆星、行星和小行星/彗星等。構成地球的大部分物質，包括生命本身，都是由構成古老恆星的各種元素組成，包括碳、硅、氮和氧。但這不是這個故事的全部，隕星通常包含一種星塵的痕迹，到目前為止，人們認為這種星塵只會在諸如新星或超新星爆發等恆星死亡的大天文尺度事件發生時才會產生，而正是因為這種事件的罕見度使得目前尚沒有足夠的證據來解釋隕石中所包含的豐富的物質。

UA的研究人員在亞利桑那州和西班牙使用射電望遠鏡觀察年輕的行星星雲K4-47中的氣體雲，距離地球約15000光年的神秘天體。這個被歸類為星雲的K4-47是一顆恆星死亡後的屍體，天文學家相信它是一顆恆星在晚年作為一個白矮星結束生命之前所放射出的大氣外殼部分中釋放出部分物質而形成的。行星星雲K4-47，又稱蝴蝶星雲。

蝴蝶星雲，也稱為雙極噴射星雲，是所謂的雙極行星星雲的一個例子。行星狀星雲與行星毫無關係，它是一顆瀕臨死亡的恆星以極快的速度，將氣體和塵埃釋放到太空中發光所形成的，通常是五彩繽紛的。

令研究人員驚訝的是他們發現構成這個星雲的一些元素例如：碳、氮和氧高度富集。某些地方的含量甚至和某些隕石顆粒中所得到的元素丰度能夠匹配。而這些元素是我們太陽系所比較罕見的碳、氮和氧的重同位素：C13、N15和O17，根據高中化學可知這三種元素比他們的常見形式要在原子核中多一個種子。

而科學家就根據一個額外的種子融到一個原子核上要超過兩億華氏度(111111093.3333℃)的溫度推測，這些同位素只能在新星和超新星爆發時形成。

僅僅用新星和超新星爆發的模型無法很好的解釋在所觀測到N15個O17的隕石樣本數量。我們不僅需要用奇異的異星恆星來解釋這些重同位素的起源，也要證明普通的恆星也能產生它們。科學家們認為，當像太陽這麼大的中等質量恆星在它的壽命快要結束而變得不穩定時，會經歷所謂的「氦閃」。那時就有可能會產生這些物質，從而取代所謂的災難性天文事件所產生的重同位素的假設。

「氦閃」不像是大胖子們強烈的阿拉胡阿克巴把自己炸個稀巴爛而更像是以此較為「溫和」的噴發。研究小組使用亞利桑那州無線電天文台和射電天文研究所(IRAM)的無線電望遠鏡觀察了K4-47星雲中分子發射的旋轉光譜，揭示了該星雲中的質量分布。

等到NASA領導的OSIRIS-REX小行星探測任務返回並帶回來採集的樣本。研究人員就可以研究小行星Bennu的演變歷程以及太陽系的起源。他們可以通過分析小行星上的物質微粒來揭開小行星的物質來源並確定其年代，這就是「星塵考古學」。

本文譯自 phys，由譯者 利維坦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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