天文学家绘制了迄今为止最全面的《 Eta Carinae》

一项长期研究结合了来自NASA卫星，地面观测活动和理论模型的数据，以生成迄今为止最全面的Eta Carinae图片。

在超级计算机模拟以及来自NASA卫星和地面天文台的数据的帮助下，从内而外地探索Eta Carinae。图像

Eta Carinae是地球10,000光年内最发光，质量最大的恒星系统，以其令人惊讶的行为而闻名，由于科学家尚不了解的原因，它在19世纪爆发了两次。由位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天文学家领导的一项长期研究，利用美国宇航局的卫星，地基望远镜和理论模型来制作迄今为止最全面的埃塔·卡琳娜（Eta Carinae）图像。新发现包括哈勃太空望远镜的影像，这些影像显示了已存在十年的电离气体壳层，以每小时一百万英里的速度从最大的恒星飞离，以及新的3-D模型，揭示了恒星相互作用的前所未见的特征。

戈达德天体物理学家泰德·古尔（Ted Gull）说：“我们将要了解这个非凡物体的当前状态和复杂环境，但是要解释埃塔·卡里纳（Eta Carinae）的过去喷发或预测其未来行为还有很长的路要走。”十多年来一直监视着这颗恒星。

Eta Carinae位于Carina南部星座约7500光年，由两颗巨大的恒星组成，它们的偏心轨道每5.5年使它们异常关闭一次。两者都会产生强大的气体流出，称为恒星风，这会笼罩恒星和费力的工作，直接测量其性质。天文学家已经确定，更明亮，更凉爽的初星的质量约为太阳质量的90倍，而其亮度却是其500万倍。虽然它较小，温度更高的同伴的特性更具争议性，但古尔和他的同事们认为，这颗恒星有大约30个太阳质量，并且发出的太阳光是太阳光的一百万倍。

戈达德的研究人员在星期三在西雅图举行的美国天文学会会议上的一次新闻发布会上发表讲话时，讨论了最近对Eta Carinae的观测以及它们如何适应该小组对系统的当前理解。

在最接近的情况下，即恒星周围，恒星相距1.4亿英里（2.25亿公里），大约是火星与太阳之间的平均距离。天文学家在天文观测前后的几个月中观察到系统发生了巨大变化。其中包括X射线耀斑，然后突然下降并最终恢复X射线发射；在可见光的特定波长处检测到的恒星附近结构的消失和再出现；甚至在较小的恒星绕初级旋转时也会产生光影效果。

在过去的11年中，戈达德研究小组跨越了三个绕星过程，使用地面望远镜和多个NASA卫星，基于对恒星的常规观测，开发了一个模型。美国宇航局博士后项目研究员托马斯·马杜拉（Thomas Madura）表示：“我们利用过去的观察结果来构建计算机模拟，这有助于我们预测下一个周期的观察结果，然后将新的观察结果反馈到模型中，以进一步完善模型。” Goddard和Eta Carinae小组的一位理论家。

在双电离的铁原子（4,659埃）发出的蓝光中，这些影像的Eta Carinae由哈勃的STIS仪器在2010年至2014年之间捕获。在2003年双星密闭式进近过程中产生的瓦斯弹以约100万英里/小时（160万公里/小时）的速度向外行驶。

根据该模型，两个恒星风的相互作用解释了系统中观察到的许多周期性变化。每颗恒星的风具有明显不同的特性：主恒星的风速较慢，热星伴风的风速较慢。初生的风以近一百万英里/小时的速度吹动，并且特别密集，每隔1000年就带走了相当于我们太阳的质量。相比之下，同伴的风所吹出的物质比初级同伴的物质少100倍，但向外的运动速度要快六倍。

Madura的模拟是在位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德（Moffett Field）的NASA艾姆斯研究中心的Pleiades超级计算机上进行的，揭示了风相互作用的复杂性。当伴星快速绕初级旋转时，其较快的风在较大的恒星密集流出时切出一个螺旋形空腔。为了更好地可视化这种交互，Madura将计算机模拟转换为3D数字模型，并使用消费级3D打印机制作了实体版本。这个过程揭示了沿着空腔边缘的气流中长着脊柱状的突起，这是以前没有发现的特征。

在此超级计算机模拟中，Eta Carinae的恒星显示为黑点。较浅的颜色表示每颗恒星产生的恒星风的密度更大。在最接近的情况下，较小恒星的快速风在较大恒星的较厚风中形成一条隧道。

马杜拉说：“我们认为这些结构是真实的，是由于最近的方法在过去几个月的流动不稳定性而形成的。”“我想对模拟进行3D打印以更好地可视化它们，结果比我想象的要成功得多。”一份详细的研究论文已提交给《皇家天文学会月刊》。

该团队详细介绍了一些关键的观察结果，这些观察结果揭示了系统的一些内部工作原理。在过去的三次天文观测中，巴西，智利，澳大利亚和新西兰的地基望远镜监视了失去单个电子的氦原子发出的单个波长的蓝光。根据该模型，氦气的排放跟踪了主恒星风中的情况。哈勃望远镜上的太空望远镜成像光谱仪（STIS）捕获了丢失了两个电子的铁原子发出的不同波长的蓝光，这唯一地揭示了来自主恒星的气体在其伴星的强烈紫外光作用下变红的地方。最后，来自系统的X射线直接从风碰撞区域传送信息，在该区域中，相反的风会产生冲击波，从而将气体加热到数亿度。

“ X射线的变化是对碰撞区的直接探测，反映了这些恒星失去质量的方式的变化，”总部位于马里兰州哥伦比亚市的大学空间研究协会的天体物理学家迈克尔·科科兰（Michael Corcoran）说。他和他的同事们比较了过去20年中由美国宇航局的Rossi X射线定时资源管理器（于2012年停止运行）和美国国家航空航天局（NASA）的Swift卫星上的X射线望远镜测量的围星发射。2014年7月，当恒星相互冲撞时，斯威夫特观察到一系列耀斑，这些耀斑最终达到了从Eta Carinae所见到的最亮的X射线发射。这意味着其中一颗恒星的质量损失发生了变化，但是仅靠X射线无法确定哪颗恒星。

戈达德的麦兰·特奥多罗（Mairan Teodoro）领导了地面行动，追踪氦气的排放。他解释说：“ 2014年的排放量几乎与我们在2009年的前一次大地震中所观察到的相同，这表明主要风是恒定的，而同伴的风是造成X射线耀斑的原因。”

在2009年NASA宇航员维修了哈勃太空望远镜的STIS仪器后，古尔及其合作者要求使用它来观测埃塔·卡里纳（Eta Carinae）。通过将恒星的光分成彩虹般的光谱，STIS揭示了其周围环境的化学组成。但是光谱还显示出恒星附近的稀疏结构，这表明该仪器可用于以前所未有的细节绘制靠近双星系统的区域。

埃塔·卡里纳（Eta Carinae）在1840年代的大喷发创造了滚滚的单胞星云，由哈勃在这里拍摄。现在大约一光年了，不断膨胀的云层包含了足够的物质，足以使我们的太阳至少复制10次。天文学家还不能解释是什么原因导致了这次喷发。

STIS通过一个狭窄的缝隙查看其目标，以限制其他来源的污染。自2010年12月以来，Gull的团队通过捕获41个不同位置的光谱来定期绘制以二进制为中心的区域，这类似于从一系列快照中构建全景图片。该视图跨度约为4300亿英里（6700亿公里），约为地球-太阳平均距离的4600倍。

最终在星期三首次显示的图像显示，铁离子的双重排放来自一个复杂的气态结构，该结构大约跨过一个光年的十分之一，Gull将其比作马里兰蓝蟹。通过浏览STIS图像，可以看到代表螃蟹“叮当声”的巨大气体壳以大约100万英里/小时（160万公里/小时）的测速从恒星飞奔而去。每次接近时，较大恒星的风中都会形成一个螺旋形空腔，然后与之一起向外扩张，形成可移动的壳层。

“这些气体壳在地球和太阳之间的距离上存在着数千倍，” Gull解释道。“回溯它们，我们发现壳层大约在11年或3次星云爆发之前就已经从主恒星移开，这为我们提供了另一种了解最近发生的情况的方法。”

当恒星接近时，伴星会沉浸在一次风的最厚部分，该部分会吸收其紫外线并阻止辐射到达遥远的气体壳层。没有这种能量来激发它，双重离子化的铁停止发光，并且蟹形结构在该波长下消失。一旦同伴在主要动物周围摆动并清除最浓的风，它的紫外线就会逸出，重新激发贝壳中的铁原子，然后螃蟹返回。

埃塔·卡琳娜（Eta Carinae）的两颗巨大恒星有一天可能会在超新星爆炸中终结他们的生命。对于恒星来说，质量是命运，决定恒星最终命运的是它们可能失去多少物质（通过恒星风或至今无法解释的喷发），然后它们耗尽燃料并因自身重量而坍塌。

研究人员说，目前没有证据表明两颗恒星即将消亡。他们正在探索2014年绕星过程中的丰富数据集以做出新的预测，这些预测将在2020年2月的恒星再次齐聚时进行检验。

美国国家航空航天局（NASA）正在探索我们的太阳系及其他系统，以了解宇宙及其在其中的位置。我们试图揭示我们宇宙的秘密，它的起源和演化，并在恒星中寻找生命。

图片：NASA的戈达德太空飞行中心/ T。Gull等； NASA的戈达德太空飞行中心/ T。马都拉NASA，ESA和Hubble SM4 ERO小组