行星状星云的前身星与寿命

行星状星云（Planetary Nebulae, PNe）是恒星演化所产生的最壮观的天体之一，但迄今尚未针对一个大型且均匀的观测样本明确确定其前身星的身份。我们通过将高度完备的行星状星云光谱星表与大麦哲伦云（Large Magellanic Cloud, LMC）中空间分辨的底层星族年龄分布进行统计比较，研究该星系中行星状星云与其恒星前身星之间的关系。我们发现，大麦哲伦云中大多数行星状星云前身星的主序寿命集中在一个狭窄的范围内，介于 5 至 8 Gyr 之间，对应的质量范围为 1.2 至 1.0 M$_{\odot}$，且它们产生的行星状星云平均持续 $26^{+6}_{-7}$ kyr。我们初步探测到第二个行星状星云前身星族群，其主序寿命介于 35 至 800 Myr 之间，即质量范围为 8.2 至 2.1 M$_{\odot}$，平均行星状星云寿命为 $11^{+6}_{-7}$ kyr。这两个截然不同且互不重叠的前身星族群强烈表明，行星状星云至少存在两种物理上不同的形成途径。我们对行星状星云寿命和前身星质量的测定，对于在恒星演化模型框架内理解行星状星云，以及对于自转、磁场和双星性在塑造行星状星云形态中所能发挥的作用，均具有启示意义。