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這項由Ryan Clairmont領導的研究最近發表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。

當一顆垂死的恒星噴射出它的外層氣體時，行星狀星云就形成了并形成了行星狀星云所特有的五顏六色的殼狀結構。NGC 6543即貓眼星云，是已知最復雜的行星狀星云之一。它距離地球只有3000多光年，可以在天龍座看到。哈勃太空望遠鏡也看到了貓眼星云的巨大細節，其展示了由結點、球狀外殼和弧狀細絲組成的復雜結構。

這個星云的神秘結構令天體物理學家感到困惑，因為它無法用以前接受的行星星云形成理論來解釋。最近的研究表明，雖然在像NGC 6543這樣復雜的行星狀星云中前行噴流是潛在的塑造機制，但缺乏一個詳細的模型。

Clairmont--一個天文愛好者--決定嘗試建立貓眼的詳細三維結構，從而找出更多關于賦予它復雜形狀的潛在機制。為此，他向墨西哥國立自治大學的Wolfgang Steffen博士和卡爾加里大學的Nico Koning尋求幫助。據悉，他們一起開發了尤其適合行星星云三維天體物理建模軟件的SHAPE。

研究人員通過利用來自墨西哥圣佩德羅-馬蒂爾國家天文臺的光譜數據重建了星云的三維結構。這些提供了關于星云中物質的內部運動的詳細信息。通過結合這些數據和來自哈勃太空望遠鏡的圖像，Clairmont構建了一個新穎的三維模型并確定了高密度氣體的環被包裹在貓眼的外殼上。令人驚訝的是，這些環幾乎完美地相互對稱，這表明它們是由噴流形成--從星云中心恒星向相反方向噴射的高密度氣體流。

噴流表現出了前傾，這類似于旋轉的陀螺的搖擺運動。隨著噴流的擺動或者說是前移，它勾勒出一個圓圈并形成了圍繞貓眼的環。然而，數據顯示，這些環只是部分的，這意味著預處理的噴流從未完成360度的完整旋轉，噴流的出現只是一個短暫的現象。噴流的持續時間對于行星狀星云的理論是一個重要的信息。由于只有雙星才能為行星狀星云中的預流噴射提供動力，研究小組的發現有力地證明了貓眼中心存在這種類型的系統。

由于噴流的角度和方向隨時間變化，它很可能形成了在貓眼中看到的所有特征--包括噴流和結點。通過利用這個三維模型，研究人員能夠根據星環的方向計算出前行噴流的傾斜和開口角度。

這項研究的論文第一作者--現為斯坦福大學的一名準大學生Ryan Clairmont說道：“當我第一次看到貓眼星云時，它是令人吃驚的。它有一個美麗的、完全對稱的結構。我更驚訝的是，它的三維結構還沒有被完全理解。”

他繼續說道：“能夠做我自己的天體物理研究并在該領域產生實際影響，這是非常有益的。由于行星狀星云中的噴流是相對罕見的，因此了解它們如何有助于塑造像貓眼這樣更復雜的系統非常重要。最終，了解它們是如何形成的就能深入了解我們太陽的最終命運，而太陽本身有一天也會成為一個行星狀的星云。”