南環(huán)星云，南環(huán)或稱NGC 3132，南環(huán)是南環(huán)詹姆斯·韋伯太空望遠鏡最早觀測到的天體之一。天文學家正在通過額外的南環(huán)天文臺對星云進行更深入的挖掘，以擴大他們對其結(jié)構(gòu)的南環(huán)理解。來源：uux.cn美國國家航空航天局/歐空局/加拿大航天局/STScI
（神秘的南環(huán)地球uux.cn）據(jù)《今日宇宙》（Evan Gough）：行星狀星云是自然界最令人驚嘆的視覺展示之一。這個名字令人困惑，南環(huán)因為它們是南環(huán)恒星的殘骸，而不是南環(huán)行星。但這并沒有削弱它們作為迷人美景和深入科學研究對象的南環(huán)地位。
像所有的南環(huán)行星狀星云一樣，南環(huán)星云是南環(huán)像太陽這樣的恒星的殘余。隨著這些恒星的南環(huán)年齡增長，它們最終將成為紅巨星，南環(huán)膨脹并向太空釋放氣體層。南環(huán)最終，這顆紅巨星變成了一顆白矮星，這是一顆失去聚變的恒星殘骸，它釋放出它所擁有的任何殘余熱能，而不再產(chǎn)生。白矮星點亮了早些時候排出的氣體外殼，我們可以欣賞這場表演。
當人們期待已久的JWST開始傳送圖像時，南環(huán)星云（NGC 3132）是它的首批目標之一。它是構(gòu)成該望遠鏡第一個科學成果的五個物體之一。JWST的圖像揭示了NGC 3132令人驚訝的地方：它有兩顆恒星。這顆白矮星位于NGC 3132的中心，它的同伴距離地球40到60天文單位，大約與冥王星距離太陽的距離相同。
研究人員希望更多地了解南環(huán)星云的結(jié)構(gòu)。JWST在紅外波段工作，可以成像星云中的暖氫。但為了獲得更完整的星云圖像，羅切斯特理工學院的一組研究人員轉(zhuǎn)向了亞毫米陣列。SMA可以感應到JWST無法到達的星云中較冷的CO（一氧化碳）。它感應到CO的存在，并測量其速度和其他分子的速度。
這項研究發(fā)表在《天體物理雜志》上，題為“環(huán)狀行星星云NGC 3132的分子外骨骼”。RIT物理與天文學院的Joel Kastner教授是主要作者。
新的觀測結(jié)果表明，星云的大部分氫氣都在一個大的膨脹環(huán)中，第二個膨脹環(huán)幾乎垂直于第一個膨脹環(huán)。
卡斯特納解釋道：“JWST向我們展示了氫分子及其在天空中的堆積方式，而亞毫米陣列向我們展示的是JWST圖像中看不到的更冷的一氧化碳。”。

這張來自研究的圖顯示了由SMA測量的NGC 3132中三個分子的速度。從左到右：12CO、13CO和CN（氰化物）。這些圖像清楚地顯示了星云中的主環(huán)。來源：uux.cn/Kastner等人2024
卡斯特納說：“從陣列的無線電波長觀測中獲得的額外速度維度有效地使我們能夠在3D中看到星云。當我們開始在3D中扭轉(zhuǎn)整個星云時，我們立即看到它真的是一個環(huán)，然后我們驚訝地看到還有另一個環(huán)。”。
作者在他們發(fā)表的研究中解釋道：“令人驚訝的是，數(shù)據(jù)進一步揭示，星云似乎還包含第二個富含塵埃的分子環(huán)（環(huán)2）——在（塵埃）吸收、低激發(fā)發(fā)射線、H2和（現(xiàn)在）12CO（2-1）中檢測到——似乎幾乎垂直于環(huán)1。”。

這張研究圖在左列顯示了NGC 3132的SMA觀測結(jié)果，在右列顯示了JWST紅外圖像。底部的圖像顯示了星云中分子的不同速度。淺藍色的速度顯示主環(huán)的存在，但紅色和粉紅色的高速團塊顯示第二環(huán)的存在。來源：uux.cn/Kastner等人2024
這些環(huán)彼此偏移，這解釋了為什么3D視圖使第二個環(huán)更可見。該團隊將他們的觀測結(jié)果與一個幾何模型相匹配，該模型顯示1號環(huán)的傾斜度為45°，2號環(huán)的傾斜度為78°。
為什么南環(huán)星云有兩個偏移的環(huán)？
作者說，我們看到了一個由第二顆恒星形成的雙極星云的極點。有許多兩極星云，包括著名的蝴蝶星云。
然而，第二顆恒星的存在使NGC 3132的形狀變得復雜。作者在他們的研究中解釋道：“我們認為，這種明顯的雙環(huán)結(jié)構(gòu)可能是AGB噴出物的橢球分子包層的殘余，該分子包層主要被一系列快速但未對準的準直外流或噴流分散。”。“這種情況與NGC 3132的質(zhì)量損失AGB祖恒星是相互作用三星系統(tǒng)成員的假設一致。”
這是一致的，但作者表示，無法得出第三顆恒星參與當前研究的結(jié)論。作者解釋道：“需要詳細模擬這種多恒星傾倒噴流系統(tǒng)對AGB分子包層的動力學影響，以測試NGC 3132分子外骨骼形成的這種推測場景。”。
星云中所有這些分子氣體的存在令科學家們感到驚訝。來自白矮星的強烈紫外線應該會分解一氧化碳和氫分子。但事實并非如此。
卡斯特納說：“宇宙中的碳、氧和氮從哪里來？”。“我們看到它在太陽中產(chǎn)生，就像正在死亡的恒星一樣，就像剛剛死亡并形成南環(huán)的恒星一樣。許多分子氣體可能最終進入行星大氣層，大氣層可以孕育生命。”