新模型可以洞察玫瑰星雲的心臟

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】幾十年來一朵令人驚嘆的玫瑰狀星際雲中心洞穴讓天文學家感到困惑。但是由利茲大學領導的新研究為Rosetta星雲的中心腔和其中央恆星的大小和年齡之間的差異提供了解釋。玫瑰星雲位於距離地球大約5000光年的銀河系中，以其玫瑰狀形狀和獨特的中心孔而聞名。星雲是灰塵，氫，氦等電離氣體的星際雲與幾個大規模分在其心臟的簇中。來自這些大質量恆星的恆星風和電離輻射會影響巨大分子雲的形狀。但是與其中央恆星的年齡相比，在玫瑰星雲中心觀察到的空腔的尺寸和年齡太小。

Rosette星雲圖像是基於作為INT北極銀河平面的INT光度H-Alpha研究的一部分獲得的數據，由基爾大學的Nick Wright代表IPHAS協作組織編寫。圖片版權：基爾大學尼克賴特

正如一些照片所表明通過計算機模擬，利茲和基爾大學的天文學家發現星雲的形成很可能是薄片狀分子雲，而不是像球形或厚圓盤狀。雲層的薄圓盤狀結構將恆星風從雲中心聚焦起來，這將解釋中央空腔的尺寸相對較小。研究主要作者，物理與天文學院的Christopher Wareing博士說：構成玫瑰星雲中心星團的大質量恆星在它們的生命周期中有幾百萬年的歷史，在恆星風的一段時間內會流動的，中心腔體達到十倍

模擬星雲的三維可視化顯示了密集的盤狀分子雲呈紅色，薄弱的恆星風以藍色聚焦在盤上，磁場線呈灰色。磁場對形成圓盤狀而非球形分子雲至關重要。圖片版權：CJ Wareing，2018MNRAS

模擬了恆星風的反饋，並在各種分子雲模型中形成了星雲，包括一個塊狀球體、一個厚的絲狀盤和一個薄圓盤，這些都是由同樣的低密度初始原子云產生的。這是一個薄薄的圓盤，它再現了星雲的物理外觀——空腔大小、形狀和磁場，與中心恆星和它們的風強度一致。有這樣一個模型，它能如此精確地再現與觀測數據一致的物理現象，而不打算這麼做，這是相當不尋常的。將數據應用到模型中，從正在進行的蓋亞研究中，就像玫瑰星雲中的一些明亮恆星是研究的一部分。

通過對玫瑰星雲的模擬，垂直於分子雲的圓盤。分子雲的圓盤(以紅色表示)明顯地將中央恆星(以藍色表示)的風聚焦在遠離雲的地方，並進入雲的環境(以綠色表示)。圖片版權：C. J. Wareing et al., 2018, MNRAS

將這些數據應用到模型中，對單個恆星在玫瑰星雲中的作用有了新的認識。接下來將研究銀河系中其他類似的物體，看看我們是否能找到它們的形狀。今天發表在《皇家天文學會月刊》上的模擬實驗是在利茲的高級研究計算中心進行的。這9個模擬程序需要大約50萬個CPU時間——相當於一台標準台式電腦的57年。高級研究計算團隊的成員Martin Callaghan說：Rosette星雲的模擬將花費超過50年的時間在標準的台式電腦上完成，這是我們提供強大的超級計算研究工具的關鍵原因之一。這些工具使得玫瑰星雲的模擬可以在幾周內完成。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：皇家天文學會月報

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：利茲大學

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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