一顆距離地球超過 16 萬光年的恆星剛剛成為另一個星系中第一張恆星特寫肖像的史詩主題。
它被稱為 WOH G64,是一顆紅超巨星,坐落在繞著銀河系運行的大麥哲倫星雲矮星系中。它是如此之大,以至於多年來它被稱為“怪物“ 或者 ”巨獸”,計時範圍接近太陽半徑的 2,000 倍。
如此龐大的尺寸使其成為歐洲南方天文台甚大望遠鏡干涉儀拍攝肖像的理想目標。它足夠大,我們可以放大並看到以前從未見過的細節。
「我們發現了一種蛋形的椰子緊緊圍繞著這顆恆星,”天文物理學家 Keiichi Ohnaka 說智利安德烈斯貝洛國立大學的教授。 「我們很興奮,因為這可能與劇烈的嘔吐有關超新星爆炸前垂死恆星的物質發生變化。
對銀河系內的恆星進行成像已經夠困難的了。紅巨星參宿四就是一個完美的例子。儘管是太陽半徑的 764 倍且小於650光年遠處,我們對該物體的圖像是如此模糊,以至於天文學家為什麼它。
WOH G64 的大小約為參宿四的三倍,但距離卻是參宿四的 250 倍。因此,對我們來說,它比地球天空中最亮的恆星之一參宿四小得多,也更暗。奧納卡和他的同事多年來一直在研究巨獸,但必須等到足夠強大的技術出現才能拍攝詳細的肖像。
這項技術以一種名為「重力」的儀器的形式出現,旨在觀察非常小、非常微弱的物體。考慮到 WOH G64 距離有多遠,它確實符合小而微弱的要求。研究人員於 2020 年 12 月進行了觀察,然後必須進行清理、處理和重建資料的艱苦工作才能解決他們的目標。
因此,雖然影像看起來模糊,但研究人員獲得的細節水平簡直令人難以置信。
觀察結果拍攝於2005年及2007年透露 WOH G64 被灰塵物質包圍。由於這顆恆星處於紅超巨星階段,這是令人興奮的。對於最初質量約為太陽 8 至 35 倍的大質量恆星來說,這是生命的終點。當恆星耗盡核燃料來融合其核心時,它會變得不穩定,燃燒得非常熱,並在爆炸成超新星之前膨脹到巨大的尺寸。
這些塵土飛揚的物質表明,WOH G64 正處於其生命週期中非常不穩定的階段,隨著生長接近尾聲,會經歷劇烈的質量損失。
現在,新的觀測結果表明,這顆恆星實際上已經變暗了。
“我們發現明星在過去10年裡經歷了重大變化,為我們提供了難得的機會來實時見證明星的一生,”天文學家格爾德‧韋格爾特說德國馬克斯普朗克射電天文研究所的教授。
研究人員認為,恆星變暗可能是其質量損失的結果。它噴出的氣體和塵埃阻擋了它的一些光線到達我們,使得這顆恆星在我們的望遠鏡中顯得更加暗淡。
科學家發現令人驚訝的是噴射氣泡的卵形、雞蛋狀形狀。他們根據先前的觀察進行建模,表明形狀應該有所不同。目前還不清楚它為何具有這樣的形狀,但可能有幾種解釋。
這可能與材料的噴射方式有關。它穿過恆星周圍空間的方式;甚至還有一個尚未見過的雙星伴星的存在,以科學家尚未確定的某種方式塑造了流出物。
巨獸代表著相當未知且令人興奮的領域。紅超巨星的質量損失階段會持續數千年,這意味著這顆恆星確實處於崩潰的邊緣。它可以告訴我們一些我們以前從未見過的大質量恆星結束生命的方式。
“這顆恆星是同類中最極端的一顆,”天文學家、英國基爾天文台台長雅科‧範龍 (Jacco van Loon) 說道”,“任何劇烈的變化都可能使其更接近爆炸性的結局。
該研究發表於天文學與天文物理學。