R Sculptoris:在天空中画出螺旋的垂死红巨星

在50亿年以后,太阳寿命的最后期,太阳会膨胀成一颗红巨星,最终将大气物质抛入太空中,太阳最终会变成一颗白矮星。而在宇宙中,有一颗红巨星正处于这个阶段,这就是R Sculptoris

R Sculptoris距离地球大约1440±90光年,它的质量大约是太阳的1.3倍,但是半径确实太阳的138.61倍,亮度也超过了太阳的2068倍,表面温度只有3306K。

R Sculptoris和周围的螺旋状星云
R Sculptoris和周围的螺旋状星云

在这颗恒星的周围,环绕着一个由气体和尘埃组成的螺旋状星云,这些星云物质都是因为R Sculptoris在1800年前的一次热脉冲辐射中释放出来的物质,当时这次喷发一共持续了200年时间,喷发出了相当于0.003倍太阳质量的物质。

其实R Sculptoris还有一个376天的脉动周期,在这个周期内,恒星会不断地膨胀和收缩自己的大气层,从而将大量的物质释放到周围。

经过研究后,科学家发现,这些尘埃物质中,有90%的物质是无定形碳,也就是非晶碳,还有10%的物质则是碳化硅分子。而整个恒星大气中的碳元素的百分比已经超过了氧元素的百分比(碳/氧比例为1.4),这使得R Sculptoris成为一颗碳星。

R Sculptoris周围的螺旋状星云物质
R Sculptoris周围的螺旋状星云物质

丰富的碳含量表明了R Sculptoris正在经历生命中的最后阶段,这个时候红巨星表现为氦循环和快速氦聚变的增加,聚变产生的碳元素物质通过强大的对流运动输送到恒星表面。

随着恒星深层温度的变化,氦壳中核聚变突然的加剧,会周期性的点燃,从而产生所谓的热脉冲,它会导致红巨星短暂的膨胀和亮度增加。同时也会将恒星大气中的物质输送到太空中。进而形成我们所见到的围绕恒星的星云。

但是正常情况下,红巨星形成的星云,都是行星状的,所以也被叫做行形状星云,但是R Sculptoris的星云形状优点奇特,它是一种螺旋状的星云,科学家推测,这是因为在距离R Sculptoris大约60个天文单位的地方,存在着一颗小质量的伴星,两者以350年的周期围绕共同的质心公转。这两颗恒星的质量之和大约相当于2个太阳质量。正是因为这颗伴星在不断地吸收星云物质,从而导致星云呈现出螺旋状。

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