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在它们生命的最后 ， 类太阳恒星会蜕变成发光的气体壳 。
上图：蝴蝶星云位于距离地球不到 4000 光年的天蝎座 ， 是行星状星云的一个显着例子 ， 它是中小型恒星演化的最后阶段 。蝴蝶透明的“翅膀”由气体和尘埃组成 ， 这些气体和尘埃从垂死的恒星中排出 ， 并被恒星剩余的核心从内部照亮 。星云对称的双叶形状是伴星帮助塑造流出的气体的标志 。主星和它的伴星都被星云中心的尘埃笼罩着 。
数十亿年后 ， 当我们的太阳接近生命的尽头 ， 氦核开始在其核心融合 ， 它将急剧膨胀 ， 变成所谓的红巨星 。 在吞并了水星、金星和地球之后 ， 它会变得非常大 ， 以至于再也抓不住最外层的气体和尘埃 。
在一个辉煌的结局中 ， 它将把这些层弹射到太空中 ， 形成一个美丽的光幕 ， 这些光幕将像霓虹灯一样发光数千年 ， 然后消失 。
银河系中布满了成千上万个这样的珠宝般的遗迹 ， 被称为行星状星云 。 对于那些质量从太阳的一半到太阳质量的8倍不等的恒星来说 ， 这是它们正常的结束阶段 。 （质量更大的恒星的结局要剧烈得多 ， 这种爆炸被称为超新星 。 ）行星状星云的形状千差万别 ， 如南方蟹状星云、猫眼星云和蝴蝶星云等 。 虽然它们很美丽 ， 但对天文学家来说也是一个谜 。 这些“宇宙蝴蝶”是如何从一颗红巨星看似平淡无奇的圆形茧中脱颖而出的呢？
现在 ， 科学观测和计算机模型指向了一种30年前看起来很奇怪的解释：大多数红巨星都有一个小得多的伴星隐藏在它们的引力怀抱中 。 正是这第二颗恒星将这个过程塑造成行星状星云 ， 就像陶工在泥胎转盘上塑造器皿一样 。
上图：美国宇航局的新詹姆斯韦伯太空望远镜揭示了南环星云的非凡细节 ， 这是一个位于船帆座约 2500 光年外的行星状星云 。在左侧 ， 近红外图像显示了壮观的同心气体壳 ， 记录了垂死恒星爆发的历史 。在右侧 ， 中红外图像很容易将星云中心的垂死恒星（红色）与其伴星（蓝色）区分开来 。星云中的所有气体和尘埃都被这颗红星驱散了 。
行星状星云形成的主导理论以前只涉及一颗恒星 —— 红巨星本身 。 由于它的外层只有微弱的引力 ， 它在接近生命的尽头时会非常迅速地流失质量 ， 每世纪损失多达 1% 。 它还像一锅沸腾的水一样在表面下搅动 ， 导致外层脉冲进出 。 天文学家推测 ， 这些脉动会产生冲击波 ， 将气体和尘埃喷射到太空中 ， 从而产生所谓的恒星风 。 然而 ， 要完全排出这些物质而不让它们落回恒星是需要大量能量的 。 恒星风不可能是什么和煦的春风 ， 这种风需要具备火箭爆发的力量 。
恒星的外层逃逸后 ， 小得多的内层坍缩成一颗白矮星 。 这颗恒星可比生成它的红巨星更热、更亮 ， 它照亮并加热逸出的气体 ， 直到气体开始自己发光 —— 此时 ， 我们就看到了一个行星状星云 。 整个过程在天文学的标准下是非常快的 ， 但在人类的标准下是缓慢的 ， 通常需要几个世纪到几千年 。
华盛顿大学的天文学家布鲁斯·巴里克（Bruce Balick）说 ， 在哈勃太空望远镜于1990年发射之前 ， 我们非常确定我们在理解这一过程的道路上是正确的 。 然后 ， 当他和纽约罗彻斯特大学的亚当·弗兰克（Adam Frank）在奥地利的一次会议上看到了哈勃的第一张行星状星云照片时 ， 他们知道 ， 游戏已经改变了 。
天文学家假设红巨星是球形对称的 ， 圆形的恒星应该产生圆形的行星状星云 。 但这可不是哈勃所看到的 —— 甚至不是很接近 。 罗切斯特理工学院的天文学家乔尔·卡斯特纳（Joel Kastner）说：“很明显 ， 许多行星状星云具有奇异的轴对称结构 。 ”哈勃望远镜揭示了奇妙的叶、翼和其他结构 ， 这些结构都不是圆形的 ， 而是围绕星云的主轴对称的 ， 就像在陶轮上转动一样 。
上图：在地面观测站的早期照片中 ， 南蟹状星云似乎有四个弯曲的“腿” ， 就像一只螃蟹 。但来自哈勃太空望远镜的详细图像显示 ， 这些腿是两个大致形成沙漏形状的气泡的侧面 。气泡的中心是两股气体射流 ， 当它们遇到恒星之间的气体时 ， 可能会亮起“结” 。位于半人马座距离地球数千光年的南蟹似乎发生过两次气体释放事件 。大约 5500 年前的一个事件创造了外部“沙漏” ， 而 2300 年前的一个类似事件创造了更小的内部“沙漏” 。
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