科学家发现一个巨大的铁质结构，其大小是冥王星轨道的500倍

环状星云（也称为梅西耶57号和NGC 6720）的合成RGB图像，由四幅WEAVE/LIFU发射线图像构成。明亮的外环由三种不同氧离子发出的光组成，中间的“横带”则由电离四倍的铁原子等离子体发出。图像中北方位于上方，东方位于左侧。图片来源：uux.cn伦敦大学学院

（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：几个世纪以来，环状星云一直让人感到令人安心地被熟悉。它悬挂在天琴座北方，自1779年查尔斯·梅西耶首次记录以来，它就被绘制、拍摄和赞赏。它那由垂死恒星抛出的发光椭圆形壳，已成为夜空中最具辨识度的景象之一，尤其是在詹姆斯·韦伯太空望远镜用红外波段拍摄的现代图像中。然而，即使是我们以为自己理解的天体，仍然会让我们惊讶。在这片著名星云深处，天文学家们现在发现了完全意想不到的东西：一团隐藏的铁条状云。

这个新发现的结构静静地位于星云的内部区域，直到现在才被发现。它的存在重塑了环状星云的故事，并提醒科学家们，即使在我们以为熟记于心的地方，宇宙依然隐藏着秘密。

这一发现由伦敦大学学院和加的夫大学的天文学家领导的欧洲研究团队完成，他们使用一种名为WEAVE的强大新型仪器——WHT增强型区域速度探测器。安装在4.2米的威廉·赫歇尔望远镜上，WEAVE使团队不仅能将星云作为发光图像观测，更作为一张详细的光和化学图。

一组8张环状星云的WEAVE LIFU发射线图像。每幅画的颜色都反映了发射的亮度，棕红色最为强烈，从黄色和绿色过渡到蓝色，发出最微弱的光。北方是向上和东侧，左边。图片来源：uux.cn伦敦大学学院

该能力的核心是大型积分场单元（LIFU），由数百根光纤组成的束。这些光纤一次性收集环状星云整个表面的每一个点的光。仪器不是捕捉单一合并信号，而是将光分成其组成波长，在每个位置产生一个光谱。这使得能够极其详细地研究星云的化学成分。

该研究的主要作者罗杰·韦森博士描述了这一方法带来的变革性。他解释说，尽管环状星云已被许多望远镜和仪器研究，但WEAVE使得以以全新方式观测它成为可能。通过获得整个星云的连续光谱，团队可以在任意波长创建图像，并确定每个位置存在的元素。

当研究人员处理数据并浏览生成的图像时，出现了令人惊讶的清晰信息。在熟悉的环状结构中央，有一个此前未知的结构：一根由电离铁原子组成的明显棒状结构。

铁云并不隐晦。它以一条狭窄的带状横跨星云，恰好嵌入椭圆环的内层。它的形状非常清晰，研究人员将其描述为一条条状或条状，而非漫散的云。

这座建筑的规模极为庞大。它的长度大约是冥王星绕太阳轨道长度的500倍，这个距离之大，几乎超出了日常直觉。更引人注目的是它的质量。这条铁棒中所含的铁总量相当于火星的质量。这不是追踪信号或次要特征。它是隐藏在天空中最受喜爱的星云之一中显眼的主导结构。

尽管那根杆子体积庞大且重量沉重，直到现在它一直隐形。传统观测无法将其与周围的光芒隔离开来。只有通过逐波绘制星云的光波长，铁才显现了自身。

环状星云本身是恒星达到核燃料燃烧生命终点的结果。当恒星耗尽燃料时，它将外层气体喷射到太空中，形成了一个色彩斑斓的气体壳层，并持续向外扩展。这个过程并不独特。天文学家预计，我们的太阳将在数十亿年后以类似方式脱离外层。

这项新发现之所以如此引人入胜，是因为它如何融入这个熟悉的故事中。如此浓缩的铁条的存在是未被预测的。其位置、形状和成分表明，在星云被喷射期间甚至之前，发生了异常事件。

这引发了一个深刻的问题。这根铁棒是怎么形成的？

目前，研究人员只能概述可能的解释。一种想法是，这根铁条揭示了一个此前未知的细节，关于垂死恒星如何排出其物质。剥离外层的过程可能比科学家们想象的更复杂和结构化，留下了这片富含铁的特征，作为恒星最后阶段的化石记录。

第二个想法更为戏剧化。铁条可能是岩石行星汽化形成的等离子弧。在这种情况下，绕恒星运行的行星可能被卷入了恒星早期的膨胀。随着恒星的生长和周围环境的升温，这颗行星可能被毁灭，其岩石物质被撕裂并电离，留下一条条状的铁轨迹。

目前，没有足够的信息来判断哪种解释是正确的。

该研究的合著者珍妮特·德鲁教授强调，仍有许多未知之处。她解释说，团队需要确定铁之外是否存在其他化学元素。找到更多元素可以指向正确的型号类别，并帮助解释这把杆的起源。没有这些信息，关键拼图仍然缺失。

这一谜团已经为未来的研究奠定了基础。团队计划利用WEAVE的LIFU进行更高光谱分辨率的后续观测。这些更清晰的测量将使他们能够更详细地检查铁条，并寻找其他元素的存在。

这项工作是更大努力的一部分。在未来五年内，WEAVE将进行八次巡天，观测对象从附近的白矮星到极其遥远的星系。其中一项工作是由德鲁教授领导的恒星、环星和星际物理巡天，将研究北银河系中更多的电离星云。

韦森博士认为，如果环状星云中的铁棒真的是独一无二的，那将令人惊讶。随着更多以类似方式形成的星云被观测和分析，团队预计还会发现更多此类现象的实例。每一项新发现都将帮助天文学家理解铁的来源，以及塑造这些恒星死亡遗迹的过程。

对于那些通过望远镜或通过照片欣赏环状星云的人来说，这一发现为其增添了新的惊奇层面。看似简单优雅的戒指，如今却隐藏着一个规模庞大且质量惊人的结构，静静地悬浮其中。

WEAV项目科学家斯科特·特雷格教授反思了这对天文学的意义。他指出，在北半球深受喜爱的夜空瑰宝中发现如此迷人且此前未知的结构，展示了WEAVE卓越的能力。它也暗示了许多即将到来的发现。

这一发现很重要，因为它改变了天文学家对星云中故事的解读方式。环状星云内部的铁条表明，即使是经过深入研究的天体，也可能蕴含出乎意料的复杂性。它挑战了现有关于恒星如何脱落外层的观念，并提出了行星在被毁灭时可能留下可探测痕迹的可能性。

更广泛地说，这一发现凸显了新仪器揭示宇宙中隐藏细节的力量。通过以新的方式观察熟悉的物体，科学家可以发现重塑我们对宇宙进化理解的结构。环状星云，曾被认为是完全了解的，如今却成为提醒我们宇宙依然有惊喜的能力，耐心等待我们重新学会如何去寻找。

R. Wesson 等，NGC 6720 的 WEAVE 成像光谱：环形铁条，英国皇家天文学会月报（2025年）。DOI：10.1093/mnras/staf2139