距離地球數千光年,一顆巨星正在上演戲劇性的垂死掙扎。
它是名為 Wolf-Rayet 104 的恆星系統的一部分(WR 104),也被稱為風車星雲。天文學家已經證實,星雲的形狀是與雙星的相互作用,雙星是垂死恆星軌道上的雙星伴星,有助於將噴射的物質雕刻成太空中令人驚嘆的螺旋。
這一發現以及新確定的雙星伴星位置意味著我們不再需要擔心風車星即將爆發的超新星。
我們現在知道它的定向方式使得它的伽馬射線爆發不會用致命的輻射衝擊地球——這種可能性導致一些人將 WR 104 的恆星暱稱為“死星'。
“我們從地球上看到的風車塵埃螺旋絕對是正面的(在天空平面上旋轉),而且兩顆恆星以相同的方式繞軌道運行似乎是一個非常安全的假設,”天文學家格蘭特·希爾說美國凱克天文台。
“當我開始這個項目時,我認為主要焦點將是碰撞風,並且面對面的軌道是給定的。相反,我發現了一些非常意想不到的東西。軌道與天空平面傾斜至少 30 或 40 度。”
沃爾夫-拉葉星是主序壽命末期質量非常大、溫度非常高且非常明亮的恆星。因為它們質量非常大——“死星”的質量約為 13 個太陽質量——所以壽命非常短; WR 104 就在附近700萬年。
如此大質量恆星生命的沃爾夫-拉葉階段涉及以非常高的速度損失質量,這些質量是由野外運輸的星風,由驅動輻射壓在非常炎熱、明亮的星星中。
這可能會導致宇宙中一些最美麗的死亡場景。從沃爾夫拉葉星與雙星伴星吹走的塵埃可以通過軌道相互作用被雕刻成壯觀的形狀,就像我們看到的那樣和。
WR 104 之所以引人注目,不僅因為沃爾夫-拉葉星在銀河系中的稀有性,還因為其逃逸塵埃在洩漏到太空時形成的螺旋形狀。這是與雙星伴星引力相互作用的結果,雙星伴星本身是一個非常熱、質量大、發光的星體。轉播星與 WR 104 一起繞軌道運行。
Hill 和他的同事利用凱克 2001 年的觀察結果來確定相互作用的性質。他們的分析表明,這兩顆雙星共享一個週期約為241.54天的圓形軌道,其間隔距離約為地球與太陽之間距離的兩倍。
由於伴星 OB 恆星質量也很大,約為太陽質量的 30 倍,因此它也具有由輻射壓力驅動的強大風。當兩顆恆星繞軌道運行時,它們的風發生碰撞,導致產生被加熱的塵埃。這些熱量以熱發射的形式釋放出來,被凱克天文台等強大的紅外望遠鏡接收到。
但最大的驚喜是系統的方向。 WR 104 的早期型號的方向是使兩顆恆星的極點直接位於指向地球。這對我們來說是一個危險的位置,因為當沃爾夫-拉葉恆星在超新星中爆炸時,它應該從其兩極釋放伽馬射線爆發。
如果極點指向地球,伽馬射線爆發就會直接向我們爆發,並使我們容易受到。目前尚不清楚 WR 104 到底有多遠,因為它的性質使得測量其距離變得困難。估計在 2,000 到 2,000 左右之間11,000光年,其下端足夠近,足以構成危險。
好吧,事實證明我們不必擔心。希爾和他的同事們能夠確定該系統的軌道平面相對於地球是傾斜的,因此任何伽馬射線爆發都會無害地朝另一個方向航行。
當然,預計其他人不會發生這種情況幾十萬年,但如果我們要為這樣的事件做好準備,最好早點拿到所有牌。
然而,這一發現代表了一個新的謎團。儘管恆星的兩極並未指向地球,但螺旋線似乎直接面向我們的平面側,這表明塵埃和軌道平面未對齊。我們根本不知道這是怎麼發生的。
“這是一個很好的例子,說明我們如何經常開始天文學研究,而宇宙卻以我們意想不到的奧秘給我們帶來驚喜,”希爾說。
“我們可能會回答一些問題,但會創造更多問題。最終,這有時就是我們更多地了解物理學和我們生活的宇宙的方式。在這種情況下,WR 104 還沒有讓我們感到驚訝!”
研究結果發表在英國皇家天文學會每月通知。









