記者2月15日獲悉，來自香港大學太空研究實驗室的科研人員，找到了一個困擾天體物理學家長達20年的難題的可能答案。利用高信噪比的可見光波段發射譜數據，他們成功揭示行星狀星云中硫元素“失蹤”的秘密。相關研究成果在線發表于《天體物理學雜志快報》。
當恒星生命結束時，它們會將物質噴射到太空中，形成沙漏狀或蝴蝶狀結構。這些美麗的恒星遺跡被天文學家稱為行星狀星云。二十年來，為什么行星狀星云中硫元素的豐度低于預期，一直困擾著天體物理學界。
與它們的宿主恒星相比，行星狀星云的壽命只有幾萬年，而宿主恒星卻須經歷數十億年方可步入行星狀星云階段，最終演化為白矮星。“因此，行星狀星云提供了恒星死亡時的快照，是研究恒星晚期演化的重要窗口。同時，研究者可以由它們光譜中明亮分立的、不同元素的發射線分析計算出多種元素的化學豐度。”論文第一作者、香港大學研究助理譚舒宇告訴記者。
過去的研究表明，行星狀星云的化學組成中硫元素豐度明顯偏低。“這很難解釋，因為理論上在更高質量的恒星中，硫應該與氧、氖和氬等更重的α元素同步產生。因此，它在中低質量恒星中的元素豐度的變化應該與其他α元素同步。”譚舒宇說。
此次，科研人員利用歐洲南方天文臺建造的位于智利帕瑞納的甚大望遠鏡觀測得到的高精度光譜數據，對位于銀河系中心的大約130個行星狀星云進行了研究。結果發現，硫元素“失蹤” 的異常，與行星狀星云宿主恒星的質量有關。
“我們發現，使用氧作為金屬豐度比較的方法是不準確的。相反，氬與氧之間的相關性較強，我們認為氬是更可靠的金屬豐度指標。”論文通訊作者、香港大學教授昆廷·帕克解釋。
昆廷·帕克表示，這項研究首次提供了行星狀星中硫的元素豐度變化與其他α元素同步的證據，因而否定了學界先前的觀點：行星狀星云中的硫異常是因為低估了更高電離態的硫離子豐度或某些硫的發射線過弱所導致的；這一發現凸顯了高精確度數據在揭開科學之謎方面的重要性。
（受訪者供圖）
本文鏈接：天文學家破解行星狀星云的“硫失”之謎http://m.sq15.cn/show-11-3000-0.html
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