一颗恒星死了,留下一个完美的足球。
不是比喻。2010年,天文学家在一团行星状星云里找到了巴基球分子,60个碳原子手拉手围成的笼状结构,形状和足球一模一样:20块六边形、12块五边形,严丝合缝。这种分子1985年才在实验室里被证实存在,科学家一直猜测太空中也有,但谁也没见过。直到有人把望远镜对准了天坛座方向一万光年外的一团星云,编号Tc 1。
Tc 1是一颗中等质量恒星的遗骸。恒星耗尽燃料后,外层气体被抛射出去,形成膨胀的气壳,天文学上叫行星状星云,虽然跟行星毫无关系。中心只剩一个白矮星,体积缩到地球大小,密度却高到一勺物质重达几吨。
2010年的发现已经够轰动:太空中确实存在巴基球。但当时的望远镜分辨率有限,只能知道它们在那儿,看不清它们在星云里怎么分布。16年后,韦布空间望远镜接手了。
韦布拍回的新图像把Tc 1拆解成了层次分明的结构。蓝色是高温气体,紧贴白矮星;红色是温度较低的外层气壳;两者之间还藏着射线状的细丝和此前完全看不见的外晕细节。最让研究团队困惑的是白矮星附近出现了一个倒问号形状的结构,没人知道它是怎么形成的,目前仍然是个谜。
真正的重头戏藏在光谱数据里。韦布搭载的积分场单元光谱仪能同时拍照和分析化学成分,相当于给星云做了一次全身CT。研究团队逐点测量了整个星云中巴基球的信号强度,然后把数据拼成了一张分布图。
这些直径约一纳米的微型空心球,在星云里聚集成了一个横跨上千亿公里的空心球壳,紧紧包裹着中央的白矮星。微观上是足球,宏观上还是足球。巴基球排列成了一个巨型巴基球。
为什么偏偏是这个位置?为什么是球壳而不是弥散分布?研究团队还在寻找答案。一种可能是白矮星的紫外辐射在特定距离上刚好提供了合适的能量条件,太近会把碳分子拆散,太远又不够驱动反应。但这只是方向,机制远没有搞清楚。
不过这些碳分子的去向是清楚的:星云还在膨胀,巴基球最终会消散进星际空间,成为下一代恒星和行星的原材料。
一颗恒星用几十亿年烧完自己,抛出的残骸里,碳原子自发拼成了自然界最对称的分子之一,然后这些分子又在几千年的时间尺度上,围着恒星的尸体排成了同样的形状。
这件事,可不是人类能够设计出来的。
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图为韦布太空望远镜拍摄的行星状星云Tc 1,图源:NASA/ESA/CSA/Western University/J. Cami
信源:Kovac, Adam. "New JWST images reveal cosmic question marks and buckyballs in a planetary nebula." Scientific American, edited by Claire Cameron, 24 Apr. 2026
