涼爽的寶石和熾熱的污垢：太空中熾熱的彩虹暗示著地球的起源

一顆垂死恒星的光榮內臟是天文學家希望發現我們星球誕生的最早起源的手段。

在蝴蝶星云之中NGC 6302位于天蝎座南部距離地球約 3,400 光年的地方，天文學家發現了令人信服的證據，表明塵埃在熱氣體冷卻時會結晶。

“多年來，科學家們一直在爭論宇宙塵埃如何在太空中形成。但現在，在強大的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的幫助下，我們可能終于有了更清晰的畫面。天體物理學家松浦美佳子說英國卡迪夫大學。

“我們能夠看到在平靜、持久的區域形成的涼爽寶石和在空間中暴力、快速移動的部分產生的熾熱污垢，所有這些都在一個物體中。這一發現在理解行星的基本材料如何組合在一起方面向前邁出了一大步。

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宇宙塵埃顧名思義：在恒星之間的空間周圍漂移的塵埃。人們認為它主要形成在垂死恒星的外層，將星云物質播種到新形成的恒星和圍繞它們運行的世界中。

蝴蝶星云就是這樣一顆垂死的恒星的華麗絕唱。這就是我們所說的行星狀星云（因為已知的第一個此類例子是圓形的，就像行星一樣）。這是恒星在死亡時將其外層剝入太空時在恒星周圍形成的膨脹物質云。

這個星云的中心是一個白矮星——一顆已經完成死亡陣痛的巨星的殘余物。你還會注意到，這個星云并不漂亮、整齊、圓潤，而是一對猛烈排出的流出物，就像蝴蝶的翅膀一樣。

圍繞著中央白矮星——它因死亡和重塑的余熱而燃燒得非常熱——是一層厚厚的塵埃環面。松浦和她的同事利用 JWST 的紅外能力來窺視這些塵埃，從字面上看到它是由什么組成的。

大多數波長的光都會被灰塵阻擋和散射，但長紅外波長可以穿透，這使得 JWST 成為探測這種神秘環境的完美工具。

研究人員將 JWST 紅外觀測與阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列 （ALMA） 的無線電觀測相結合。這些觀測揭示了蝴蝶星云中心發生的過程的新細節。

研究人員發現，這個塵土飛揚的甜甜圈具有無定形塵埃顆粒（如煙灰）的紅外特征，以及可愛整齊的晶體結構。閃爍的光線還表明，這些顆粒對于灰塵來說相當大，以微米為單位——這表明它已經在那里懸掛并生長了一段時間。

塵埃的成分也很迷人，含有硅酸鹽礦物方鎂石、鐵石和石英的晶體。

在環面的外側，原子和分子有明顯的漸變。那些需要最多能量形成的離子更靠近星云的中心，而不需要太多能量形成的離子則集中在離中心更遠的地方。

JWST 數據中確定的其他特征包括大型鐵和鎳射流以相反方向從恒星流出;以及相當高濃度的多環芳烴，或多環芳烴.這特別有意思。

多環芳烴是基于碳原子環的煤煙分子大量地在太空中漂流。因此，它們在有關碳基生命起源的理論中占有重要地位。在富含氧氣的蝴蝶星云的中心發現它們為我們提供了關于生命基石如何形成的新線索：當來自恒星的強風撞擊其周圍的物質時。

我們無法倒帶太陽系來找出它們是如何從太空中的云中匯集在一起的。像 JWST 這樣的儀器和蝴蝶星云這樣的天體為科學家提供了重要的洞察力，以弄清楚我們是如何從垂死恒星的塵埃中來到這里的。

該研究已發表在皇家天文學會月刊.

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