廣告記者2月15日獲悉，來(lái)自香港大學(xué)太空研究實(shí)驗(yàn)室的科研人員，找到了一個(gè)困擾天體物理學(xué)家長(zhǎng)達(dá)20年的難題的可能答案。利用高信噪比的可見(jiàn)光波段發(fā)射譜數(shù)據(jù)，他們成功揭示行星狀星云中硫元素“失蹤”的秘密。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》。
當(dāng)恒星生命結(jié)束時(shí)，它們會(huì)將物質(zhì)噴射到太空中，形成沙漏狀或蝴蝶狀結(jié)構(gòu)。這些美麗的恒星遺跡被天文學(xué)家稱為行星狀星云。二十年來(lái)，為什么行星狀星云中硫元素的豐度低于預(yù)期，一直困擾著天體物理學(xué)界。
與它們的宿主恒星相比，行星狀星云的壽命只有幾萬(wàn)年，而宿主恒星卻須經(jīng)歷數(shù)十億年方可步入行星狀星云階段，最終演化為白矮星。“因此，行星狀星云提供了恒星死亡時(shí)的快照，是研究恒星晚期演化的重要窗口。同時(shí)，研究者可以由它們光譜中明亮分立的、不同元素的發(fā)射線分析計(jì)算出多種元素的化學(xué)豐度。”論文第一作者、香港大學(xué)研究助理譚舒宇告訴記者。
過(guò)去的研究表明，行星狀星云的化學(xué)組成中硫元素豐度明顯偏低。“這很難解釋，因?yàn)槔碚撋显诟哔|(zhì)量的恒星中，硫應(yīng)該與氧、氖和氬等更重的α元素同步產(chǎn)生。因此，它在中低質(zhì)量恒星中的元素豐度的變化應(yīng)該與其他α元素同步。”譚舒宇說(shuō)。
此次，科研人員利用歐洲南方天文臺(tái)建造的位于智利帕瑞納的甚大望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)得到的高精度光譜數(shù)據(jù)，對(duì)位于銀河系中心的大約130個(gè)行星狀星云進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，硫元素“失蹤” 的異常，與行星狀星云宿主恒星的質(zhì)量有關(guān)。
“我們發(fā)現(xiàn)，使用氧作為金屬豐度比較的方法是不準(zhǔn)確的。相反，氬與氧之間的相關(guān)性較強(qiáng)，我們認(rèn)為氬是更可靠的金屬豐度指標(biāo)。”論文通訊作者、香港大學(xué)教授昆廷·帕克解釋。
昆廷·帕克表示，這項(xiàng)研究首次提供了行星狀星中硫的元素豐度變化與其他α元素同步的證據(jù)，因而否定了學(xué)界先前的觀點(diǎn)：行星狀星云中的硫異常是因?yàn)榈凸懒烁唠婋x態(tài)的硫離子豐度或某些硫的發(fā)射線過(guò)弱所導(dǎo)致的；這一發(fā)現(xiàn)凸顯了高精確度數(shù)據(jù)在揭開(kāi)科學(xué)之謎方面的重要性。
（受訪者供圖）
記者2月15日獲悉，來(lái)自香港大學(xué)太空研究實(shí)驗(yàn)室的科研人員，找到了一個(gè)困擾天體物理學(xué)家長(zhǎng)達(dá)20年的難題的可能答案。利用高信噪比的可見(jiàn)光波段發(fā)射譜數(shù)據(jù)，他們成功揭示行星狀星云中硫元素“失蹤”的秘密。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》。
當(dāng)恒星生命結(jié)束時(shí)，它們會(huì)將物質(zhì)噴射到太空中，形成沙漏狀或蝴蝶狀結(jié)構(gòu)。這些美麗的恒星遺跡被天文學(xué)家稱為行星狀星云。二十年來(lái)，為什么行星狀星云中硫元素的豐度低于預(yù)期，一直困擾著天體物理學(xué)界。
與它們的宿主恒星相比，行星狀星云的壽命只有幾萬(wàn)年，而宿主恒星卻須經(jīng)歷數(shù)十億年方可步入行星狀星云階段，最終演化為白矮星。“因此，行星狀星云提供了恒星死亡時(shí)的快照，是研究恒星晚期演化的重要窗口。同時(shí)，研究者可以由它們光譜中明亮分立的、不同元素的發(fā)射線分析計(jì)算出多種元素的化學(xué)豐度。”論文第一作者、香港大學(xué)研究助理譚舒宇告訴記者。
過(guò)去的研究表明，行星狀星云的化學(xué)組成中硫元素豐度明顯偏低。“這很難解釋，因?yàn)槔碚撋显诟哔|(zhì)量的恒星中，硫應(yīng)該與氧、氖和氬等更重的α元素同步產(chǎn)生。因此，它在中低質(zhì)量恒星中的元素豐度的變化應(yīng)該與其他α元素同步。”譚舒宇說(shuō)。
此次，科研人員利用歐洲南方天文臺(tái)建造的位于智利帕瑞納的甚大望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)得到的高精度光譜數(shù)據(jù)，對(duì)位于銀河系中心的大約130個(gè)行星狀星云進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，硫元素“失蹤” 的異常，與行星狀星云宿主恒星的質(zhì)量有關(guān)。
“我們發(fā)現(xiàn)，使用氧作為金屬豐度比較的方法是不準(zhǔn)確的。相反，氬與氧之間的相關(guān)性較強(qiáng)，我們認(rèn)為氬是更可靠的金屬豐度指標(biāo)。”論文通訊作者、香港大學(xué)教授昆廷·帕克解釋。
昆廷·帕克表示，這項(xiàng)研究首次提供了行星狀星中硫的元素豐度變化與其他α元素同步的證據(jù)，因而否定了學(xué)界先前的觀點(diǎn)：行星狀星云中的硫異常是因?yàn)榈凸懒烁唠婋x態(tài)的硫離子豐度或某些硫的發(fā)射線過(guò)弱所導(dǎo)致的；這一發(fā)現(xiàn)凸顯了高精確度數(shù)據(jù)在揭開(kāi)科學(xué)之謎方面的重要性。
（受訪者供圖）
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