新观测挑战现有理论：星光照不亮生命种子

IT之家12月30日消息，科技媒体scitechdaily昨日（12月29日）发布博文称，天文学家的一项新发现，挑战了一个解释恒星如何将生命关键元素散播至宇宙的长期理论。

IT之家援引博文介绍，过去数十年来，科学界普遍认为，红巨星之所以能向外释放强大的恒星风，是因为恒星发出的光（即星光的推力，或称光压）持续推动其周围新形成的尘埃颗粒。

红巨星是指类似太阳的恒星在耗尽其核心的氢燃料后，进入的生命晚期阶段。此时，恒星的体积会急剧膨胀，变得极其巨大，表面温度则相对较低，呈现出红色。我们的太阳在大约50亿年后也将演化为一颗红巨星。

光作为一种电磁辐射，在照射到物体表面时会产生一种微小的推力。旧理论认为，正是来自红巨星的这种强大光压，推动着周围的尘埃颗粒向外运动，从而形成了恒星风。

这些恒星风如同宇宙的“播种机”，将恒星内部合成的碳、氧、氮等构成生命所必需的重元素带入星际空间，为新一代行星乃至生命的诞生提供了物质基础，这个理论简洁地解释了生命基石在银河系中广泛分布的原因。

围绕着恒星R Doradus的尘埃云反射着星光。随着恒星生命接近尾声，它正在抛射外层物质，在其周围形成气体和尘埃云（图中以粉色和黄色显示）。图源：ESO/T. Schirmer/T. Khouri；ALMA（ESO / NAOJ / NRAO）

而瑞典查尔姆斯理工大学的研究团队最新指出，这个被广泛接受的“星光压力驱动恒星风”模型可能并不完整，甚至可能是错误的。

研究团队使用了欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）及其SPHERE仪器，详细观测了距离地球仅180光年的剑鱼座R星。

它是一颗位于南天球星剑鱼座的红巨星，距离地球仅180光年，是天空中最亮的红矮星源之一。因其距离近、亮度高且是典型的红巨星，成为天文学家研究恒星晚期演化的理想目标。

位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）上方的星空。恒星R Doradus位于图像中心望远的左侧，靠近大麦哲伦星云，图中大麦哲伦星云呈现为天空上一片明亮的模糊光斑。图源：P. Horálek / ESO

团队通过分析尘埃反射的偏振光，首次精确测定了这些尘埃颗粒的尺寸。分析结果令人意外：环绕剑鱼座R星的尘埃颗粒直径通常仅有万分之一毫米（0.0001mm），远比理论模型预期的要小。

研究团队结合先进的计算机模拟进行验证，结果表明，对于如此微小的尘埃颗粒，星光施加的推力根本不足以将它们加速到能够挣脱恒星引力、形成强大恒星风的程度。

恒星R Doradus周围天空区域的广角图像。图源：ESO / 数字化巡天 2/Davide De Martin

研究人员明确指出，尽管尘埃确实存在并被星光照亮，但它提供的动力远不足以解释观测到的巨大物质流失现象。这意味着，驱动恒星风的核心机制并非星光压力。

对附近一颗红巨星的近距离研究表明，仅靠星光可能不足以驱动强大的星风，从而将生命的组成成分传播到整个银河系。红巨星是较老的恒星，它们的核心氢耗尽，体积膨胀到原来的数百倍。（艺术家构想图）图源：SciTechDaily.com

既然最简单的解释不成立，那么驱动恒星风的真正力量是什么？研究团队基于早前使用阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波阵列（ALMA）望远镜观测到的现象，提出了几种更复杂的可能性。

这些替代理论包括：恒星表面巨大的对流气泡（如同沸水中的气泡）爆裂时产生的推力、恒星自身的周期性脉动，或是某些剧烈的尘埃形成事件。这些新方向为未来的天文学研究开辟了激动人心的新领域，科学家们将继续探索这些宇宙巨人的“幕后推手”。