球状恒星的星云为何形状各异？新研究有解

行星状星云（planetary nebulae）是星云的一种，现在观测到的这类天体形状各异，有的是猫眼状、有的是奇怪的盘状，还有的向两边张开像一对威武的翅膀。

行星状星云NGC 2392。（NASA）

这类星云是恒星演化至生命晚期的红巨星阶段，它的气体外壳膨胀并被电离形成的放射星云。被称为行星状星云是因为天文学家最初发现这些天体时，看到它们呈现类似于行星的圆盘状，但又有着雾濛濛的云气，所以结合“行星”与“星云”创造了这个新名词，一直沿用至今。

按照常规的想法，恒星个个都是浑圆的球体，为什么膨胀后形成的星云却有着各式各样的形状?近期发表在《科学》期刊上的一份研究给出了一种解释。

以前，科学家并未特意整合这些星云的资料寻找它们的规律。这份研究，通过分析大量的观测数据并建立电脑模型，发现了一种解释：恒星与其伴星的互动，以及它死亡过程中幸存下来的大颗行星对其施加的引力，塑造了行星状星云的形状。

质量为太阳8倍以上的恒星，到了生命晚期通常变成超新星爆发，而8倍太阳质量以下的恒星，到了生命晚期通常会变成一颗红巨星。

星风（stellar wind）是恒星表面发出的物质流，是恒星质量流失的途径之一。太阳风就是太阳发出的星风。中低质量恒星在生命晚期、在变成行星状星云之前，它们将先进入一个名为渐近巨星支（AGB）的阶段，这个阶段恒星向周围的空间释放大量的星风。

这份研究借助位于智利的阿塔卡玛大毫米波阵列（ALMA）提供的一系列AGB恒星数据，发现这些星风也有各种形状，例如弧形、贝壳状、对称的双瓣结构、螺旋状、同心圆状和转盘状等。

研究人员认为，从恒星吹出的星风应该是放射状，肯定是周围的其它天体影响了星风的形状，比如双星系统中另一颗伴星，或是这个恒星系统中存在像木星这样大颗行星，可能因为太暗观测不到，但是它们足够大对星风产生影响。

研究者用电脑模拟了具有各种伴星、行星情况下的红巨星所产生的星风模型，发现观测到的每一种星风的形状，都能由相应的模型而产生。

研究者之一比利时天主教鲁汶大学（KU Leuven）的德钦（Leen Decin）说：“就像你用汤匙搅动咖啡将造成螺旋波纹一样，伴星把物质吸入的过程也会影响星风的形状。”

研究人员发现，所有星风的形状都和行星状星云的形状类似，这说明这两个阶段恒星形态的构成有着类似的机制。

这份研究对太阳未来形成的星云也进行了推测。

几十亿年后，太阳也将变成一颗红巨星。到时候水星、金星，包括地球都会被摧毁，近期研究认为，但是木星、土星有可能可以幸存，虽然不会留存很长时间，但是也有足够的时间对太阳形成的星云产生影响。

虽然太阳的周围没有伴星，研究者认为木星、土星的质量足够大，到时候它们的引力将在太阳AGB阶段的星风中刻画出一些弧形或贝壳状的纹路。