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V Hya是一顆富含碳元素的漸近巨星支（AGB）恒星，位于長蛇座（Hydra），距離地球約1300光年。超過90%的質(zhì)量等于或大于太陽的恒星隨著核過程所需的燃料被剝離而演變?yōu)锳GB星。在這些數(shù)以百萬計(jì)的恒星中，V Hya因其迄今為止獨(dú)特的行為和特征而引起了科學(xué)家的特別興趣，包括大約每8.5年發(fā)生一次的極端規(guī)模的等離子體爆發(fā)，以及存在一顆幾乎看不見的伴星，該伴星有助于V Hya的爆炸行為。

美國宇航局（NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的天文學(xué)家、該研究的主要研究員Raghvendra Sahai說：“我們的研究極大地證實(shí)了關(guān)于AGB星如何死亡的傳統(tǒng)模型--通過緩慢、相對穩(wěn)定、超過10萬年的球形風(fēng)大量噴射燃料--充其量是不完整的，或者在最壞的情況下是不正確的。非常有可能的是，一個(gè)近距離的恒星或亞恒星伴星在它們的死亡中發(fā)揮了重要作用，而了解雙星相互作用的物理學(xué)既是整個(gè)天體物理學(xué)的重要內(nèi)容，也是其最大的挑戰(zhàn)之一。在V Hya的案例中，一個(gè)附近的和一個(gè)假設(shè)的遙遠(yuǎn)的伴星的結(jié)合，至少在某種程度上對其六環(huán)的存在，以及導(dǎo)致該恒星奇跡般死亡的高速外流負(fù)責(zé)。”

加州大學(xué)洛杉磯分校的天文學(xué)家、這項(xiàng)研究的共同作者M(jìn)ark Morris補(bǔ)充說：“V Hydra已經(jīng)陷入了脫落其大氣層的過程中--最終是它的大部分質(zhì)量--這是大多數(shù)晚期紅巨星的做法。令我們驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)在這種情況下，物質(zhì)是以一系列外流環(huán)的形式被排出的。這是第一次也是唯一一次有人看到從一個(gè)AGB星體中噴出的氣體可以以一系列膨脹的‘煙環(huán)’形式流出。”

在大約2100年的時(shí)間里，這六個(gè)環(huán)從V Hya向外擴(kuò)張，為這顆恒星周圍的高密度耀斑和扭曲的盤狀結(jié)構(gòu)增加了物質(zhì)，并推動了它的增長。研究小組將這種結(jié)構(gòu)稱為DUDE，即正在進(jìn)行動態(tài)膨脹的圓盤。

Morris說：“恒星演化的最終狀態(tài)--當(dāng)恒星經(jīng)歷了從紅巨星到最終成為白矮星殘骸的過渡--是一個(gè)復(fù)雜的過程，并沒有被很好地理解。發(fā)現(xiàn)這一過程可能涉及氣體環(huán)的噴射，同時(shí)產(chǎn)生高速、間歇性的物質(zhì)噴流，為我們探索恒星如何死亡帶來了一個(gè)新的、迷人的皺痕。”

Sahai補(bǔ)充說："V Hya處于短暫但關(guān)鍵的過渡階段，不會持續(xù)很長時(shí)間，而且很難找到處于這一階段的恒星，或者說是‘抓住它們的行動’。我們很幸運(yùn)，能夠?qū) Hya的所有不同的質(zhì)量損失現(xiàn)象進(jìn)行成像，以更好地了解垂死的恒星在其生命末期是如何失去質(zhì)量的。"

除了一整套擴(kuò)張的星環(huán)和一個(gè)扭曲的圓盤之外，V Hya的最后一幕還有兩個(gè)沙漏狀的結(jié)構(gòu)--以及一個(gè)額外的噴射狀結(jié)構(gòu)--正在以超過50萬英里/小時(shí)（240公里/秒）的高速擴(kuò)張。大型沙漏結(jié)構(gòu)以前曾在行星狀星云中被觀測到，包括MyCn 18--也被稱為雕刻沙漏星云--一個(gè)年輕的發(fā)射星云，位于距離地球大約8000光年的蒼蠅座；以及更知名的南蟹狀星云，一個(gè)位于距離地球大約7000光年的半人馬座的發(fā)射星云。

Sahai說：“我們在1981年首次觀察到非常快的外流的存在。然后，在2022年，我們發(fā)現(xiàn)了由V Hya高速噴出的緊湊的等離子體塊組成的噴射狀氣流。而現(xiàn)在，我們在V Hya中發(fā)現(xiàn)的廣角外流將這些點(diǎn)連接起來，揭示了所有這些結(jié)構(gòu)是如何在這個(gè)超光速紅巨星現(xiàn)在所處的進(jìn)化階段中產(chǎn)生的。”

由于這顆恒星周圍塵埃的距離和密度，研究V Hya需要一種獨(dú)特的儀器，它有能力清楚地看到既非常遙遠(yuǎn)又難以或無法用大多數(shù)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡探測到的物質(zhì)。研究小組使用了ALMA的第6波段（1.23毫米）和第7波段（0.85毫米）接收器，這些接收器將這顆恒星的多個(gè)環(huán)和外流顯示得非常清晰。

NRAO/ALMA的天文學(xué)家和NSF項(xiàng)目官員Joe Pesce說：“發(fā)生在低質(zhì)量恒星晚期階段的過程，特別是在AGB階段，長期以來一直吸引著天文學(xué)家，并對其進(jìn)行挑戰(zhàn)。ALMA的能力和分辨率最終使我們能夠以必要的非凡細(xì)節(jié)見證這些事件，以提供一些答案，并加強(qiáng)我們對發(fā)生在宇宙中大多數(shù)恒星上的事件的理解。”

Sahai補(bǔ)充說，將紅外線、光學(xué)和紫外線數(shù)據(jù)納入研究，創(chuàng)造了一幅完整的多波長圖像，這可能是銀河系中最偉大的“表演”之一，至少對天文學(xué)家來說是這樣。“每當(dāng)我們用新的觀測能力觀測V Hya時(shí)，它就越來越像一個(gè)馬戲團(tuán)，其特點(diǎn)是有更多令人印象深刻的‘表演’。V Hydrae 以其多環(huán)的‘表演’給我們留下了深刻的印象，而且因?yàn)槲覀冏约旱奶栍幸惶煲部赡芙?jīng)歷類似的命運(yùn)，所以它讓我們?nèi)褙炞ⅰ！?/p>

關(guān)鍵詞：天文學(xué)家等離子體發(fā)射星云