观测红巨星R Doradus的科学家发现，恒星光线不足以驱动其恒星风，这推翻了长期存在的理论。该恒星周围的尘埃颗粒体积过小，无法仅靠光线推动向外扩散。这一发现引发了关于巨型恒星如何通过太空传播生命必需元素的新问题。研究人员现推测，剧烈的恒星运动或脉动可能在此过程中发挥着关键作用。
"我们原以为对这个过程的工作原理已有不错的认识。结果证明我们错了。对我们科学家来说，这是最令人兴奋的结果，"查尔姆斯理工大学的天文学家、该研究的联合负责人西奥·库里说道。
恒星风为何对生命至关重要
理解地球上的生命如何起源，需要了解恒星如何分布那些造就行星和生命的元素。多年来，天文学家一直认为，红巨星的恒星风是由星光推动新形成的尘埃颗粒所驱动的。人们认为这些风会将碳、氧、氮和其他生命必需元素传播到整个星系。而对剑鱼座 R 星的新观测表明，这一解释并不完全成立。
红巨星是与我们的太阳相关、正在老化、温度较低的恒星。当它们接近生命末期时，会通过强烈的恒星风抛射出大量物质。这个过程用形成未来恒星、行星乃至生命所需的原材料，丰富了星际空间。即便如此，驱动这些风的确切力量一直不确定。
尘埃颗粒太小而无法逃逸
通过研究距离地球相对较近的剑鱼座 R 星，天文学家发现其周围的尘埃颗粒极其微小。这些颗粒的尺寸不够大，导致星光无法以足够强的力量将它们向外推，使其逃逸到星际空间。
基于查尔姆斯理工大学的研究团队，将他们的成果发表在《天文学与天体物理学》期刊上。
"利用世界上最好的望远镜，我们现在能够对距离最近的一些巨星进行详细观测。剑鱼座 R 星是我们最喜爱的目标之一——它明亮、距离近，并且是最常见类型红巨星的典型代表，"西奥·库里说道。
高分辨率观测与模拟
研究团队利用欧洲南方天文台甚大望远镜上的 Sphere 仪器对剑鱼座 R 星进行了观测。他们测量了大约太阳系大小区域内尘埃颗粒反射的光。通过研究不同波长的偏振光，研究人员得以确定颗粒的大小和成分。这些尘埃与已知类型的星尘相匹配，包括硅酸盐和氧化铝。
这些详细的观测结果与先进的计算机模拟相结合，这些模拟旨在模拟星光与尘埃颗粒如何相互作用。
"我们首次能够严格测试这些尘埃颗粒是否能感受到来自星光的足够强的推力，"蒂埃博·施默说道。
结果出乎意料。剑鱼座 R 星周围的尘埃颗粒通常直径仅约万分之一毫米。这个尺寸太小了，仅靠星光无法将物质向外推，从而驱动恒星风进入太空。
"尘埃确实存在，并且被星光照射，"蒂埃博·施默说。"但它提供的力根本不足以解释我们所观察到的现象。"
其他作用力在起作用
由于星光驱动的尘埃无法完全解释剑鱼座 R 星的风，研究人员认为其他过程一定发挥了主要作用。早前使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜的观测曾揭示，巨大的气泡在恒星表面上升和下落。
"即使最简单的解释不成立，仍有令人兴奋的其他可能性可以探索，"查尔姆斯理工大学的教授、该研究的合著者沃特·弗莱明斯说道。"巨大的对流气泡、恒星脉动，或是尘埃形成的剧烈爆发事件，都可能有助于解释这些风是如何产生的。"
关于研究的更多信息
这项题为"对渐近巨星分支星剑鱼座 R 星扩展大气层和内包层的经验性观察 II：利用辐射转移模型约束尘埃特性"的研究，发表在《天文学与天体物理学》期刊上。
这项工作是跨学科项目"宇宙中尘埃的起源与归宿"的一部分，该项目由克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会资助。该项目是查尔姆斯理工大学与哥德堡大学之间的合作。
研究团队成员包括蒂埃博·施默、西奥·库里、沃特·弗莱明斯、冈纳·尼曼、马蒂亚斯·梅尔克、拉姆拉尔·乌尼克里希南、贝赫扎德·博伊努尔迪·阿巴布、柯尔斯滕·K·克努森和苏珊娜·阿尔托。除哥德堡大学的冈纳·尼曼外，所有合著者均来自瑞典查尔姆斯理工大学。
团队使用了位于智利帕拉纳尔天文台的甚大望远镜上的 Sphere（光谱偏振高对比度系外行星研究）仪器。甚大望远镜由欧洲南方天文台运营。瑞典是欧洲南方天文台 16 个成员国之一。
关于剑鱼座 R 星的更多信息
剑鱼座 R 星是一颗红巨星，位于南天星座剑鱼座，距离地球约 180 光年。它诞生时的质量与太阳相似，但现在已接近恒星演化的末期。该恒星被归类为 AGB 星（AGB = 渐近巨星分支）。
处于此阶段的恒星会通过由气体和尘埃构成的稠密风失去其外层。剑鱼座 R 星大约每十年抛射相当于地球质量三分之一的质量，而一些类似的恒星质量损失率甚至高出数百乃至数千倍。数十亿年后，太阳预计也将进入类似阶段，变得与剑鱼座 R 星相似。