在我們星球的附近即將發生宇宙中威力最大的爆炸之一。
圖解:天文學家認為,這段動畫顯示恆星周圍氣體和塵埃間的動盪,恆星可能很快就會變成超新星。
悉尼大學
做好準備,因為我們銀河系中的一顆恆星將要爆炸,這將是在宇宙中最具活力的事件之一。
由喬▪卡林列姆領導的,來自荷蘭射電天文研究所(ASTRON)的國際天文學家團隊發現了一對離地球約8000光年的熾熱明亮的恆星,其中一顆正在向超新星的邊緣靠近。
該團隊預測,這將會產生伽馬射線爆發,使該恆星成為銀河系中第一個為人類所知的,變成超新星的恆星。
這項研究成果發表在《自然天文學》期刊上。
伽馬射線爆發是由高能輻射帶來的劇烈閃光,持續時間從幾分之一秒到幾分鐘不等。它們是宇宙中威力最大的爆炸,也是除了大爆炸之外最明亮的光源。在它們爆發的巔峰時刻,它們可以瞬間使整個宇宙失色。
至關重要的是,每一次伽馬射線爆發都只能觀測到一次,而產生爆炸的物質要麼被摧毀,要麼被改造得面目驚心。數十年的觀測和理論模型使天文學家們相信,伽馬射線爆發是由兩個緊密物體(如雙星系統中的兩顆中子星)的碰撞或單個大品質恆星的坍縮產生的。
這兩種機制都會導致黑洞的形成,黑洞周圍環繞著一個快速旋轉的碟形物。當黑洞吞噬物質時,會產生兩股高能量的伽馬射線。
這顆新發現的恆星命名為Apep——埃及蛇形混沌之神,它屬於後一類(單個大品質恆星的坍塌造成的)。
這兩顆恆星都被歸類為沃夫-瑞葉星,它們是巨大而又熾熱的恆星,正在快速走向生命的盡頭。由於它們每隔幾百年繞彼此運轉,彼此之間強烈的恆星風就會形成優雅的螺旋狀塵埃。
“當我們看到螺旋狀的塵埃尾巴時,我們立刻認識到這是一種罕見而特殊的星雲,我們稱之為風車星雲,”合著者彼得·塔希爾說道,他是澳洲悉尼大學的天文學家。
捲曲的塵埃尾巴是由中心的軌道雙星形成的,它們向不斷膨脹的恆星風注入塵埃,製造出一直好像草坪噴灌器的模式。由於恆星風擴張了太多,它會使微小的塵埃螺旋膨脹,從而揭示了處於星系中心的恆星的物理成分。”
但是這個團隊很快就遇到了難題。他們利用歐洲南方天文臺安裝在智利的的超大望遠鏡和位於澳洲的英澳望遠鏡,測量出恆星風的速度達到了每小時12000000千米——出乎意料的快。
但是由此產生的塵埃運動速度要慢得多,只有每小時2000000千米。
塔希爾說“這就像發現一根羽毛在颶風中沿著人行道緩緩飄動”。
合成影象顯示目標系統中兩顆恆星繞著彼此執行。
來自紐約大學的合著者本傑明·波普解釋說:“對於這種系統運作的方式,唯一能給出的合理解釋就是沃夫-瑞葉恆星正以不同的速度向外噴出氣體。”
雖然Apep的兩極正快速噴射出熾熱的氣體,但是在赤道處風速卻有所減慢且風變得更密集。這種風是由快速旋轉的恆星產生的——Apep的旋轉速度如此之快,以至於它幾乎都快把自己撕裂了。
“高速旋轉讓Apep進入了一個全新的類別,”蒲伯解釋道。“普通的超新星已經是極端的事件了,如果再加入旋轉,那會讓情況變得更糟。”
這可能會產生完美的恆星風暴——當Apep最終崩塌時,它可能會觸發伽馬射線爆發。
在此之前,天文學家只在遙遠的星系中觀測到長週期的伽馬射線爆發。他們沒有預期到這一現象會在銀河出現,因為這裡所有的大品質恆星都富含金屬,而且人們認為要形成伽馬射線爆發,沃夫-瑞葉恆星具備高速轉動且金屬含量低的條件。
“這是因為當恆星風失去品質時,金屬帶走了恆星風中的很多角動量,本質上充當了恆星旋轉的非常有效的剎車作用,”本文主要作者卡林厄姆說。
因此,當一顆富含金屬元素的沃夫-瑞葉恆星死亡時,它的旋轉速度會減慢,也不會觸發伽馬射線爆發。
但Apep可能是個例外——事實上,它可能是此類恆星的一個新類別的典型代表。
儘管Apep可能有很高的金屬丰度,但與雙星伴星的相互作用可能是其旋轉如此之快的原因,”卡林厄姆說。
值得慶幸的是,伽馬射線不會向四面八方爆發。它們是令人高度聚焦的事件,所有的能量都投射到兩個狹窄的噴射口中,而Apep似乎並不瞄準地球。
如果地球恰巧處在這種現象的路徑上,它可能會毀滅臭氧層,使地球暴露在高劑量的輻射中。最糟糕的情況是這可能會引發大範圍的物種滅絕。甚至有人猜測,伽瑪射線爆發可能是過去造成小型滅絕事件的原因。
“最終,我們無法確定Apep的未來會怎樣,”塔希爾說。“這個系統可能會減速到最終作為一顆普通的超新星爆炸,而不是一場伽馬射線爆發。
“然而,與此同時,它為天文學家提供了一個近距離觀察美麗而危險的物理現象的機會,這是我們在銀河系中從未見過的。”
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. LAUREN FUGE- Levi-Zoe