天文学家在行星状星云中发现了造水分子

该图像首先显示了在哈勃太空望远镜看到的光学波长下的螺旋星云，然后是赫歇尔的SPIRE仪器在250微米左右的波长下呈现的螺旋星云。显示了在图像上标识的区域的光谱，该光谱显示了行星状星云的块状外部区域中的CO和OH +排放的清晰特征。

天文学家利用哈勃太空望远镜和欧空局的赫歇尔太空天文台，在三个行星状星云中发现了一种造水分子。

天文学家利用欧空局的赫歇尔太空天文台发现，一种对创建水至关重要的分子存在于垂死的类似太阳的恒星的燃烧余烬中。

当低至中等重量的恒星（如我们的太阳）快要寿终正寝时，它们最终会变成密集的白矮星。通过这样做，他们将尘埃和气体的外层释放到太空中，形成了万花筒，上面有被称为行星状星云的错综复杂的图案。

它们实际上与行星无关，但在18世纪后期由天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）命名，因为它们通过他的望远镜以模糊的圆形物体的形式出现，有点像我们太阳系中的行星。

两个多世纪后，由威廉·赫歇尔（William Herschel）的同名赫歇尔太空天文台研究的行星状星云产生了令人惊讶的发现。

像重量级恒星发生的引人注目的超新星爆炸一样，负责行星状星云的恒星的死亡呼喊也丰富了下一代恒星产生的元素，丰富了当地的星际环境。

虽然超新星能够锻造最重的元素，但行星状星云包含着大部分较轻的“生命元素”，例如碳，氮和氧，它们是由母星的核聚变产生的。

像太阳这样的恒星在其核心中稳定燃烧氢数十亿年。但是一旦燃料耗尽，中央恒星就会膨胀成一个红色巨人，变得不稳定并脱落其外层，形成行星状星云。

哈勃太空望远镜观察到的光学波长的环形星云，通过SPIRE和PACS在确定的区域的51-672微米波长范围内获得了Herschel数据。裁剪了光谱并拉伸了比例，以显示OH +的发射，这是一种对形成水很重要的分子离子。ESA的赫歇尔太空天文台是第一个在行星状星云中检测到这种分子的人，行星状星云是垂死的类似太阳的恒星的产物。

恒星剩下的核心最终变成了炽热的白矮星，向周围辐射出紫外线。

这种强烈的辐射可能破坏先前由恒星喷射出的分子，并束缚在行星状星云外围看到的物质的团块或环中。

还假定苛刻的辐射会限制这些区域中新分子的形成。

但是在两次使用赫歇尔天文学家的独立研究中，发现对水形成至关重要的分子似乎更喜欢这种恶劣的环境，甚至可能依赖于它的形成。该分子称为OH +，是单个氧原子和氢原子带正电的组合。

在一项由荷兰莱顿大学的Isabel Aleman博士领导的研究中，分析了11个行星状星云，仅在三个分子中发现了该分子。

三者之间的联系是它们承载着温度超过100,000摄氏度的最热恒星。º

“我们认为，关键的线索是存在密集的气体和尘埃团块，这些团块由炽热的中央恒星发出的紫外线和X射线辐射照亮，”阿莱曼博士说。

“这种高能辐射与团块相互作用，触发化学反应，从而导致分子的形成。”

同时，由西班牙马德里科学研究院的米雷亚·埃特萨卢兹（Mireya Etxaluze）博士领导的另一项研究关注了距我们太阳系最近的行星状星云之一的螺旋星云，距我们700光年。

中心恒星大约是我们太阳质量的一半，但温度却高得多，大约为12万摄氏度。º众所周知，被驱逐出的恒星壳在光学图像上让人联想到人眼，已知其中含有多种分子。

赫歇尔绘制了整个螺旋星云中关键分子的存在图，发现该分子在原先由恒星喷出的一氧化碳分子很可能被强紫外线辐射破坏的位置上最为丰富。

一旦氧原子从一氧化碳中释放出来，它们就可以用来制造氢氧分子，从而进一步支持了紫外线辐射可能促进其产生的假设。

两项研究是第一个在行星状星云中确定水形成所需的关键分子的方法，尽管条件是否会真正使水继续形成尚有待观察。

Etxaluze博士说：“邻近的螺旋星云意味着我们在宇宙之门上设有一个天然实验室，可以更详细地研究这些物体的化学性质以及它们在通过星际介质循环分子中的作用。”

ESA Herschel项目科学家GöranPilbratt说：“赫歇尔在宇宙中找到了水，从形成恒星的云层到我们太阳系中的小行星带。”

“现在，我们甚至发现像太阳这样的恒星也可能有助于宇宙中水的形成，即使它们正处于死亡的痛苦中。”

刊物：

I. Aleman等人，“赫歇尔行星状星云调查（HerPlaNS）：首次检测到行星状星云中的OH +”，A＆A，第566卷，2014年6月，A79； doi：10.1051 / 0004-6361 / 201322940M。Etxaluze等人，“螺旋星云的赫歇尔光谱图（NGC7293）：扩展的CO光解离和OH +排放”，A＆A，第566卷，2014年6月，A78； doi：10.1051 / 0004-6361 / 201322941

研究报告的PDF副本：

赫歇尔行星状星云调查（HerPlaNS）–行星状星云中OH +的首次检测螺旋星云的赫歇尔光谱映射（NGC 7293）：扩展的CO光解离和OH +发射

图片：哈勃图像：NASA / ESA / C.R。O’Dell（范德比尔特大学），M。Meixner和P. McCullough（STScI）；赫歇尔数据：ESA / Herschel / SPIRE / MESS联盟/ M。Etxaluze等；哈勃图像：NASA / ESA / C。罗伯特·奥德尔（范德比尔特大学）赫歇尔数据：ESA / Herschel / PACS＆SPIRE / HerPlaNS调查/ I。Aleman等。