回旋镖星云是一颗垂死恒星抛出的气体和尘埃云,位于半人马座,距地球约 5000 光年。光年是光在一年内传播的距离,大约 9.46 万亿千米。这颗星云的两片瓣状结构首尾相连,总长约 2 光年,即 19 万亿千米。截至 2026 年,它是宇宙中已知最冷的天体。
大小
通过哈勃空间望远镜观测,这颗星云在中央恒星两侧各有一片几乎对称的瓣状结构,整体呈沙漏状。NASA 估计每片瓣状结构长将近 1 光年,因此整个星云长约 2 光年。
这一数字取决于星云的距离,而这个距离并不确定。NASA 给出的数字约为 5000 光年,用 ALMA 射电天文台观测该星云的团队给出的数字与之接近,约为 4900 光年。该团队还推算出,星云与地球的距离不会超过约 1.3 万光年。如果实际距离比 5000 光年更远,星云的实际尺寸也会更大。
可见的瓣状结构只是星云的一部分。ALMA 的观测追踪到极冷气体从恒星向外流动,至少延伸到 12 万天文单位处,1 天文单位(au)是地球到太阳的平均距离。这意味着这股冷气流至少跨越 3.8 光年,几乎是可见星云长度的两倍。天文学家认为,瓣状结构只是被从中心逸出的星光照亮的那部分。
大小比较
- 这颗星云的长度约为太阳到比邻星的距离(4.2 光年)的一半。
- 秒差距是一种天文距离单位,约等于 3.26 光年,大约是这颗星云长度的 1.6 倍。
- 一条致密的尘埃与气体带环绕着恒星中部,宽约 1740 天文单位,约为海王星轨道宽度的 29 倍。
- 如果把海王星的整条轨道缩小到一个篮球那么大,这条尘埃带的宽度大约是 7 米,可见星云的长度大约是 500 米。
已知最冷的地方
1995 年的射电观测显示,星云内的气体温度只有约 1 开尔文,仅比绝对零度高 1 度,约为零下 272 摄氏度。它甚至比宇宙微波背景辐射还要冷——宇宙微波背景辐射是宇宙中最古老的光,从天空各个方向到达地球,温度约为 2.7 开尔文。
气体因快速膨胀而降温,正以每秒约 164 千米(每小时约 59 万千米)的速度从恒星向外流出。ALMA 的观测显示,这股冷气流的质量至少是太阳质量的 3.3 倍。
垂死的恒星
回旋镖星云是一颗前行星状星云。这是恒星演化中的一个短暂阶段,大约持续 1000 年,介于膨胀的年老红巨星和行星状星云——垂死恒星留下的发光气体壳——之间。这些气体正是红巨星的外层物质。
这颗恒星损失质量的速度异常快。用 ALMA 研究它的天文学家认为,一颗伴星曾螺旋式坠入这颗红巨星,并与其核心合并,从而甩出了红巨星的外层物质。基思·泰勒(Keith Taylor)和迈克·斯卡罗特(Mike Scarrott)在 1980 年根据它通过澳大利亚一台大型望远镜观测到的形状为其命名。
参考资料
- Hubble Catches Scattered Light from the Boomerang Nebula. NASA, 2005.
- ALMA Observations of the Coldest Place in the Universe: The Boomerang Nebula. Sahai et al., The Astrophysical Journal, 2013.
- The Coldest Place in the Universe: Probing the Ultra-Cold Outflow and Dusty Disk in the Boomerang Nebula. Sahai et al., The Astrophysical Journal, 2017.
- WMAP Overview. NASA Science.
- The International System of Units (SI). In SI Brochure, 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
- Webb captures detailed beauty of Ring Nebula in high definition. ESA/Webb, 2023.
- Measuring the Universe. International Astronomical Union.
- Proxima's orbit around Alpha Centauri. Kervella et al., Astronomy & Astrophysics, 2017.
- Neptune Fact Sheet. NASA, 2024.
- Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.