不知何故,一顆巨大的恆星從遙遠的星系消失了

天文學家觀測了 10 年的一顆巨大恆星最近似乎完全消失了。這顆恆星處於演化的最後階段,2001~2011 年間閃閃發光,當時不同的天文研究團隊定期觀測它,以取得有關恆星如何終結生命的更多資訊,但 2019 年觀測的資料,這顆恆星似乎完全消失。研究人員檢視 2011 年和 2016 年資料,希望找到恆星消失的線索,發現 2011 年之後這顆恆星就不見了。這顆巨大恆星在演化過程,可能未經超新星階段,就塌陷成黑洞了。
不知何故,一顆巨大的恆星從遙遠的星系消失了

愛爾蘭都柏林聖三一大學的天體物理學家安德魯‧艾倫(Andrew Allan)說:「如果這是真的,這將是第一次發現巨大恆星以這類方式演化終結。」不過,要確認這顆恆星到底發生什麼事很困難,因過程發生在 7,500 萬光年外的矮星系 PHL293B。在這樣的距離下,如何分辨出一顆單獨的恆星,目前還沒有這類技術。

但有一類稱為發出可被辨識藍光的變星,在演化階段末期,屬於超巨型或特超巨型新星。它們非常明亮且不穩定,當發生爆發時,亮度及光譜都會發生巨大變化。

▲ 藝術家想像的發光藍色變星。(Source:ESO)

早期科學家對矮星系觀測,都認為巨大恆星的亮度是太陽 2.5 至 350 萬倍。當研究團隊在 2019 年 8 月利用 4 架歐洲南方天文台甚大望遠鏡觀測 PHL 293B 時,發現巨大恆星消失真實令人震驚。

近年來,出現證據表明恆星確實可能直接坍塌成黑洞,無需經歷超新星爆炸階段。2017 年有篇關於類似現象的論文,說明此現象發生在距離 2,200 萬光年的星系,一顆紅色的巨大恆星消失前突然變亮,天文學家認為,恆星在坍縮之前經歷了一次失敗的超新星爆炸。

根據研究團隊觀察,認為 PHL 293B 的恆星在 2001~2011 年處於爆炸狀態,主要有 2 種可能性。

首先是,恆星略為變暗,是因為恆星噴發物質時,被周圍塵埃雲壟罩。就如塵埃雲可能會(也可能不會)使銀河系紅巨星(參宿四)略為變暗。這種情況下,恆星可能持續爆發,但在塵埃雲遮蔽的情況下,我們看不到它。

2009~2019 年的近紅外線觀測結果排除了熱塵埃雲的影響,但尚待確認紅外線觀測結果,是否可排除較冷塵埃雲的影響,這種情況仍然有存在可能性。

其次是,恆星在 2011 年後某個時間突然崩潰,塌陷形成黑洞。如果恆星初始質量是太陽 85~120 倍,剛好低於不穩定超新星範圍。範圍內恆星物質將噴發而不是塌陷。

恆星經歷未發現的超新星階段過程並非不可能,但像 kaboom 這類的巨大恆星產生超新星爆炸後,餘暉會在天空發光至少 5 年。

都柏林聖三一大學天體物理學家何塞‧格羅(Jose Groh)說:「我們可能觀測到宇宙質量最大的恆星之一,且正緩慢進入演化末期。」

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