科技日報記者 張夢然
瑞典查爾姆斯理工大學最新研究揭示,恒星風驅動機制遠比想象的更復雜,這意味著生命元素的“銀河之旅”或遭挑戰。研究稱,僅憑星光和星塵產生的推動力,并不足以驅動巨型恒星產生強風,將構成生命的基本元素輸送到銀河系各處。這一發現來自對一顆紅巨星的觀測,挑戰了長期以來關于銀河系“生命基石”傳播的理論。相關研究發表于《天文學與天體物理學》期刊。

理解地球生命起源的關鍵之一,就是弄清大質量恒星如何產生強烈的風。紅巨星是比太陽更年老、溫度更低的恒星。隨著演化,它們通過強烈的星風吹出碳、氧、氮等生命必需元素,這些物質進入星際空間,成為未來行星和生命形成的原料。幾十年來科學家一致認為,這一過程是由星光推動新生塵埃顆粒所驅動的。
然而,天文學家在觀測鄰近紅巨星“劍魚座R”時發現,圍繞該恒星的微小塵埃顆粒尺寸過小,難以受到星光足夠的推動力,從而無法有效逃逸到星際介質中。團隊使用歐洲南方天文臺超大望遠鏡上的SPHERE儀器進行觀測,測量了太陽系尺度范圍內塵埃顆粒反射的光線。通過分析不同波長的偏振光,團隊確定了顆粒的大小與成分,發現它們與常見的硅酸鹽、氧化鋁等星塵類型相符。隨后,他們將觀測數據與模擬星光與塵埃相互作用的高精度計算機模型相結合。
這是人們首次嚴格檢驗這些塵埃顆粒是否能受到足夠強的星光推力,令人意外的是,星光所產生的推力遠不足以驅動星風——“劍魚座R”周圍的晶粒直徑僅約萬分之一毫米,僅靠星光無法將其推入星際空間。這意味著,可能存在更為復雜的物理過程參與其中。
查爾默斯天文臺的天文學家、該研究共同負責人西奧·庫里表示,人們原以為已經對相關過程有了恰當的理解,結果卻發現錯了。但對天文學家來說,這其實是最令人振奮的結果,因為有多種可能性以供探索,例如大規模對流氣泡、恒星自身的脈動,或是劇烈的塵埃形成事件,這些都可能協助驅動恒星風的產生。