本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
最广为人知和反复提及的天体物理学事实之一是，恒星产生所有最终构成行星、灌木丛以及像我们这样的生物的重元素。这绝对是真的，但它们究竟是如何将这些元素释放到宇宙中来完成这一切的呢？
主要途径是恒星爆炸。当超新星爆发时，它们会大规模地向宇宙喷射富含元素的物质，将其推送到数百光年之外。但这并不是恒星掏腰包散钱的唯一方式。事实上，所有中等质量的恒星——从大约太阳质量到几倍于太阳质量的恒星——在核心中的氢聚变耗尽后，都会经历一个阶段，在这个阶段它们会喷射出大量的物质。它们通过周期性地膨胀其外围区域，然后将这些物质吹入星际空间来实现这一点。恒星质量的近一半可以通过这种方式抛弃。这种新产生的恒星物质由气体和微小的尘埃颗粒组成，这些尘埃颗粒是在气体远离恒星冷却并真正凝结出来时产生的，形成硅酸盐或碳颗粒（后者来自质量较小的恒星）。这种朦胧的外流将新的元素倾泻到太空中，形成了美丽的结构，但令人困惑地被称为“行星”状星云。
关于支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
问题是我们还没有完全理解恒星是如何实现这种技巧的。它们唯一可用的工具是恒星光子的压力——从恒星涌出的光可以推动和加速物质远离它。然而，要让这种光有效地推动恒星大气中的气体，使其运动起来似乎很困难。一种选择是，微小的尘埃颗粒就像微型太阳帆，反过来像扫雪机一样穿过气体，加速气体向前运动。然而，这个理论存在一些漏洞；弄清楚尘埃颗粒成分、大小和形成位置的必要组合一直很棘手。
诺里斯等人最近在《自然》杂志上发表的一项新研究（并在 Susanne Höfner 的一篇优秀的配套文章中讨论过）利用对胀气老恒星的一些非常巧妙的天文观测来寻找可能的解决方案。通过研究来自这些系统的偏振光，并使用干涉测量技术，作者能够测试似乎在非常靠近恒星表面产生的尘埃的特性，距离仅有几个恒星半径。
尘埃颗粒出奇地大，直径约为 600 纳米（0.0006 毫米），并且必须对恒星光相当透明，否则它们会在吸收辐射时被煮沸。然而，这似乎使它们成为糟糕的太阳帆。这个难题的解决方案是，这些是硅酸盐颗粒（可能是硅酸镁），它们散射星光而不是吸收星光，就像相当粗糙的镜子。这些“大”颗粒可以很容易地以每小时 20,000 英里的速度向外推动，并且它们会扫除沿途的一切。
因此，元素向宇宙的扩散可能很大程度上归功于一种最奇特的沙尘暴，它发生在垂死恒星周围的混乱环境中。这个非凡的过程对于理解宇宙学原因也可能至关重要。Höfner 指出，经历这个阶段的更大质量的恒星也可能是 Ia 型超新星的可能前身，宇宙学家使用 Ia 型超新星来跟踪宇宙不断变化的膨胀速度。正确了解这些重要标尺的真实沙质环境将是一件非常好的事情。
