不知何故,一颗巨大的恒星从遥远的星系消失了

天文学家观测了10年的一颗巨大恒星最近似乎完全消失了。这颗恒星处于演化的最后阶段,2001~2011年间闪闪发光,当时不同的天文研究团队定期观测它,以取得有关恒星如何终结生命的更多信息,但2019年观测的资料,这颗恒星似乎完全消失。研究人员查看2011年和2016年资料,希望找到恒星消失的线索,发现2011年之后这颗恒星就不见了。这颗巨大恒星在演化过程,可能未经超新星阶段,就塌陷成黑洞了。

爱尔兰都柏林圣三一大学的天体物理学家安德鲁‧艾伦(Andrew Allan)说:“如果这是真的,这将是第一次发现巨大恒星以这类方式演化终结。”不过,要确认这颗恒星到底发生什么事很困难,因过程发生在7,500万光年外的矮星系PHL293B。在这样的距离下,如何分辨出一颗单独的恒星,目前还没有这类技术。

但有一类称为发出可被识别蓝光的变星,在演化阶段末期,属于超巨型或特超巨型新星。它们非常明亮且不稳定,当发生爆发时,亮度及光谱都会发生巨大变化。

艺术家想象的发光蓝色变星。(Source:ESO)

早期科学家对矮星系观测,都认为巨大恒星的亮度是太阳2.5至350万倍。当研究团队在2019年8月利用4架欧洲南方天文台甚大望远镜观测PHL 293B时,发现巨大恒星消失真实令人震惊。

近年来,出现证据表明恒星确实可能直接坍塌成黑洞,无需经历超新星爆炸阶段。2017年有篇关于类似现象的论文,说明此现象发生在距离2,200万光年的星系,一颗红色的巨大恒星消失前突然变亮,天文学家认为,恒星在坍缩之前经历了一次失败的超新星爆炸。

根据研究团队观察,认为PHL 293B的恒星在2001~2011年处于爆炸状态,主要有2种可能性。

首先是,恒星略为变暗,是因为恒星喷发物质时,被周围尘埃云笼罩。就如尘埃云可能会(也可能不会)使银河系红巨星(参宿四)略为变暗。这种情况下,恒星可能持续爆发,但在尘埃云屏蔽的情况下,我们看不到它。

2009~2019年的近红外线观测结果排除了热尘埃云的影响,但尚待确认红外线观测结果,是否可排除较冷尘埃云的影响,这种情况仍然有存在可能性。

其次是,恒星在2011年后某个时间突然崩溃,塌陷形成黑洞。如果恒星初始质量是太阳85~120倍,刚好低于不稳定超新星范围。范围内恒星物质将喷发而不是塌陷。

恒星经历未发现的超新星阶段过程并非不可能,但像kaboom这类的巨大恒星产生超新星爆炸后,余晖会在天空发光至少5年。

都柏林圣三一大学天体物理学家何塞‧格罗(Jose Groh)说:“我们可能观测到宇宙质量最大的恒星之一,且正缓慢进入演化末期。”

依目前观测资料不可能确定此论述,只有未来取得各波段观测结果,才能揭开突然消失恒星的秘密。

研究发布在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》。