恒星风也有美丽形状。图片来源：L. Decin, ESO/ALMA

像环、像哑铃、像猫眼，甚至像爱斯基摩人……行星状星云有着千奇百怪的形状。

通常，恒星也会“刮”风，这些恒星风及高能辐射可以形成“泡泡云”，而当质量较小的恒星进入晚年后，它们会缓慢释放外层气体至恒星风，最终形成行星状星云。但一直以来，人们普遍认为，恒星风是球形的。

天文学家对围绕老化恒星的恒星风进行了观察，发现恒星风并不是球形的，而是类似于行星状星云。他们得出结论，与伴生恒星或系外行星的相互作用，形成了“千姿百态”的恒星风和行星状星云。研究结果近日发表在《app》上。

“我们注意到这些风不是对称的，也不是球形的，其中一些与行星状星云非常相似。”论文通讯作者、比利时鲁汶大学天文学家Leen Decin说，“我们的发现会导致很大变化。由于没有考虑到恒星风的复杂性，以往对老恒星质量损失率的估计可能出现10倍的误差。”

相伴而行

行星状星云实质上是一些垂死的恒星抛出的尘埃和气体壳。濒死的恒星膨胀并冷却，最终成为红巨星，而它们产生的恒星风（排出的粒子流）使其失去质量。由于缺乏详细的观测，天文学家一直假设这些风是球形的，就像它们环绕的恒星一样。随着恒星进一步演化，它再次升温，恒星辐射导致不断膨胀的抛射物质层发光，从而形成行星状星云。

1777年，英国天文学家Friedrich Wilhelm Herschel发现了行星状星云。观察显示，行星状星云有纤维、斑点、气流和小弧等复杂结构。这些星云似乎都有一定的对称性，但几乎从来不是圆的。

《明升中国app报》从鲁汶大学获悉，Decin团队识别出了恒星风的不同形状。“一些恒星风是盘状的，另一些是螺旋状的，在第三组中，我们确定了锥形体。这清楚地表明，这些形状不是随机出现的。”该团队意识到，其他低质量恒星甚至是垂死恒星的重行星造就了不同的模式。但这些伴星太小太暗，无法直接探测到。

“就像往一杯咖啡里倒入牛奶，然后用勺子搅拌，可以做出一个螺旋状图案，这颗伴星在围绕恒星旋转的过程中吸收了物质，形成了恒星风。”Decin解释说。

研究小组将这一理论应用到模型中，结果确实如此，恒星风的形状可以由环绕它们的伴星来解释，而由于恒星风的作用，演化恒星失去质量的速率是一个重要参数。Decin告诉《明升中国app报》：“我们所有的观测结果都可以用恒星有伴星来解释。”

到目前为止，关于恒星演化的计算都是基于这样的假设：衰老恒星拥有球状的恒星风。因此，之前对老恒星质量损失率的估计可能存在错误。该团队正在做进一步研究，看看这将如何影响对恒星和星系演化其他关键特征的计算。

70亿年后

这项研究还有助于人们想象太阳在70亿年后死亡时的样子。太阳最终会变成一颗像台球一样圆的红巨星，那它会产生什么形状的恒星风呢？

研究人员认为，木星甚至土星——因为它们的质量是如此之大——将会影响太阳在其明升m88最后几千年里是在螺旋状、蝴蝶状还是其他迷人形状的中心里度过。他们的计算表明，一个微弱的螺旋将会在垂死太阳的恒星风中形成。

这项研究是 ATOMIUM计划的一部分，后者旨在了解更多关于老恒星的物理和明升手机知识。“老化的恒星被认为是无趣、古老和简单的，但我们现在证明不是这样：它们讲述了之后的故事。我们花了一些时间才意识到，恒星风可以有玫瑰花瓣的形状。正如《小王子》中所说，‘正是你花费在玫瑰上的时间才使得你的玫瑰花珍贵无比’。”Decin说。

“当得到和分析第一批图像时，我们非常兴奋。”该研究合作者Miguel Montarges说，“每一颗星星，以前只是一个数字，现在变成了一个个体。对我们来说，它们有了自己的身份。这就是高精度观测的魔力：恒星不再只是点。”

技术的魔力

这里，Decin团队利用世界上最大的射电望远镜——智利的 ALMA望远镜，观测了冷却红巨星周围的恒星风。借助该设备，app家有史以来第一次收集了如此大量的详细观察数据，每一次都是用完全相同的方法进行观测的。研究人员表示，这对于直接比较数据并排除偏见至关重要。

这就是Montarges所说的高精度观测技术的力量。

美国宇航局戈达德太空飞行中心宇宙学家Peter Kurczynski在一篇论文中写道，自从现代天文学诞生以来，更好的观测技术使人们能够更好地了解宇宙。例如，Tycho Brahe在1609年前后对行星进行了肉眼观察，精确到大约0.1度。Johannes Kepler的计算证实了地球绕太阳旋转，行星轨道是椭圆的。在现代，美国国家app基金会（NSF）激光干涉引力波天文台能测量到直径小于原子的目标的运动。这种非凡的精确度使引力波得以发现，并诞生了引力波天文学的一个新领域。

9月21日发表在《天文望远镜、仪器和系统期刊》上的这项研究也指出，政府对新技术的资助对天文学至关重要。这项研究追踪了NSF早期种子基金的长期影响。在过去的30年里，天文学的许多关键进展都直接或间接得益于这种早期种子基金。

论文作者、戈达德太空飞行中心宇宙学家Peter Kurczynski说，技术和仪器研究的影响是长期的，它“使观测宇宙的新方法成为可能，这在以前是不可能的”。研究人员还发现，由技术和仪器产生的论文被引用的频率与那些由纯app研究产生的论文相同。印第安纳大学助理教授Stasa Milojevic告诉记者，“仪表app家”写的论文的影响力与不依靠设备的同事相同。

同样值得注意的是，NSF资助研究发布的论文，比一般天文学文献更经常被引用。这被认为是NSF在择优审查过程中确立的黄金标准，以选择有前景的研究进行资助。

评审专家认为，这篇文章是任何想要了解天文技术突破历史的人的首选。更好的观测总是能提高人们对宇宙的理解。从中世纪现代天文学诞生到今天，天文学家依靠不断涌现的新技术来揭示夜空的细微细节。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1126/science.abb1229

http://dx.doi.org/10.1117/1.JATIS.6.3.030901