這裡是全宇宙最寒冷的所在

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科學家可能已經揭開了飛鏢星雲極端寒冷的奧秘。NASA / ESA

距離地球大約五千光年的飛鏢星雲，是一個由垂死紅巨星製造出來的原行星狀星雲。1995年，它在天文學界引起了一場規模不大不小的騷動。因為這一年，天文學家測出它是已知宇宙中最寒冷的天體。

20多年後，謎底可能已經揭開了。根據一個科研團隊的報告，造成其極端低溫的原因，可能和一顆墜入紅巨星內部的小型伴星有關。該事件導致紅巨星的大部分物質被拋出，並在此過程中產生了這些主要成份為氣體塵埃的極寒物質流。

這些天文學家以美國宇航局噴氣推進實驗室的Raghvendra Sahai為首，他們將論文發表在了最近的《天體物理學期刊》上。他們的觀點是，氣體的急速膨脹是星雲變得如此寒冷的主要原因。

飛鏢星雲的合成圖。橙色為ALMA的數據，藍色為哈勃的數據。ESO / NASA / ESA

這個星雲的神秘之處，最早是1980年由一個天文學家小組在澳大利亞的賽丁泉天文台揭示出來的。當時這些學者發現，飛鏢星雲不但不發熱，還在吸收宇宙微波背景輻射中的光子。宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸殘留下來的能量，其溫度大約只有零下270.4攝氏度（大約相當於2.725K）。

能夠吸收宇宙微波背景輻射，表明這個天體的溫度要低於宇宙微波背景。隨後的觀測結果對此加以了進一步的證明，飛鏢星雲的溫度連1K（-272.5攝氏度）的一半都不到。根據Raghvendra Sahai等人的研究，造成星雲溫度如此之低的原因，和星雲的擴展範圍及物質的流失速度有關。

星雲物質最遠到達了距離中央恆星大約21000個天文單位（地球和太陽間距離的21000倍）的地方。這顆中央恆星噴出氣體的速度，大約是通常這種情況下單一恆星物質流失速度的10倍。科研小組認為這就是導致其溫度低於宇宙背景輻射的原因（高速流動的氣體會導致其熱量迅速散失）。

而導致其物質外流速度如此之快的原因，可能是在並不太久的過去，曾有一顆伴星與這顆紅巨星發生過相撞。據推斷，這顆伴星在該紅巨星演化的早期階段和後者發生了合并。

飛鏢星雲的外流物質。ESO

伴星的融入，導致紅巨星外層物質以單一紅巨星無法產生的速度向外飛濺。只有兩顆恆星引力互動產生的能量，才能使得如此多的物質以如此極端的速度，製造出這些令人費解的極寒物質流。

除了對物質外流速度的計算，天文學家還推算出這種情況已經持續了大約一至兩千年。這一發現同時也暗示，飛鏢星雲作為迄今為止最寒冷的天體，在已知宇宙中可能是屈指可數的。

而作為一顆紅巨星，飛鏢星雲的中央恆星將繼續它行星狀星雲的製造過程。因此，它會收縮和變熱，進而使其周圍的星雲物質變得明亮起來。

飛鏢星雲是一個非常特殊的天體，我們看到的，其實是它一生中非常短暫的瞬間。也許這類天體在宇宙中並不罕見，但它們作為一個極端低溫天體，存在的時間是相當短的。

通過對這類天體的研究，也有助於我們對巨星和伴星的行為有更多了解。當雙星中較大的恆星退出主序階段（衰老）之時，它可能會吞噬它的伴侶，並成為一台「宇宙制冷機」。它將挑戰人們對雙星系統的常規看法。

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