韦伯望远镜拍摄的"宇宙蝴蝶"揭示晶体、喷流与生命相关分子

借助韦伯望远镜的红外视觉，研究人员在蝴蝶星云中追踪到近200种化学特征，揭示了隐藏的尘埃云。在这只绚丽的"宇宙蝴蝶"内部，科学家发现了类地行星形成的线索。天文学家表示，这项发现标志着人类在理解岩质行星如何从尘埃气体中形成方面取得了重大突破。

研究团队聚焦距地球3400光年、位于天蝎座的蝴蝶星云（NGC 6302）。韦伯望远镜在其核心区域探测到围绕炽热中央恒星的致密尘埃环，该恒星温度高达22万开尔文，是行星状星云中已知最热恒星之一。

新观测显示尘埃环中含有石英等晶体硅酸盐及不规则尘埃颗粒。部分颗粒尺寸约百万分之一米，在宇宙尺度上已属"巨型"，暗示其经历了漫长生长周期。

论文第一作者、卡迪夫大学的松浦美香子博士表示："多年来科学界一直在争论宇宙尘埃的形成机制。如今借助强大的韦伯望远镜，我们终于获得了更清晰的图景。"她补充道："我们在单个天体内同时观测到平静区域长期形成的低温宝石状尘埃，以及剧烈环境下产生的高温烟尘。"

韦伯望远镜还探测到名为多环芳烃（PAH）的碳基分子，这些类似蜂巢环状结构的分子常见于地球上的火灾烟雾、汽车尾气或烤焦面包中。根据其在星云中的位置，研究人员认为多环芳烃是由恒星风冲击周围气体形成的。这可能是首例在富氧行星状星云内部形成多环芳烃的证据，科学家视其为破解生命友好型化学物质宇宙起源的重要线索。

在从隐藏恒星向外喷射的强大气流中，研究人员还追踪到铁和镍元素。原子和离子的分层结构也清晰可见：高能物种聚集在中心区域，低能物种则分布在外围。

尽管蝴蝶星云是研究最深入的行星状星云之一，但韦伯望远镜揭示了前所未有的细节。这个双极星云的双瓣形成翅膀，尘埃环构成躯干。这个侧向观测的尘埃环不仅遮蔽了中央恒星，还将气体塑造成壮观形态。

研究团队使用韦伯中红外仪器（MIRI）的整体场单元模式，同时捕获多波长图像。结合智利阿塔卡马大型毫米波阵列的数据，新观测揭示了近200条光谱线，每条线都标记着星云中的特定原子和分子。

此次分析最终精确定位了难以捉摸的中央恒星。韦伯数据显示，该恒星正在加热一个此前未检测到的尘埃云，使其在中红外波段发出明亮光芒。先前观测失败是因为光学望远镜无法穿透遮蔽尘埃。

这项发表于《皇家天文学会月报》的研究成果，为宇宙尘埃如何生长、变形并孕育行星构建模块提供了震撼的新见解。

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