宇宙“巨無霸”恒星WOH G64或正走向終結(jié)

天文學(xué)家近日報告稱，已知宇宙中體型最大的恒星之一 WOH G64 出現(xiàn)驚人變化，可能正接近一次劇烈的超新星爆發(fā)。 這顆恒星原本是一顆紅超巨星，如今卻被發(fā)現(xiàn)演化成極為罕見的黃色超巨星階段，被認(rèn)為是大質(zhì)量恒星在坍縮前的關(guān)鍵過渡期。

這項(xiàng)新研究由雅典國家天文臺的 Gonzalo Mu?oz-Sanchez 領(lǐng)銜，成果發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上。 觀測數(shù)據(jù)顯示，WOH G64 正在積極拋射外層物質(zhì)，同時本身在收縮并升溫，科研團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，人類或許正目睹一顆大質(zhì)量恒星走向終點(diǎn)前短暫而關(guān)鍵的演化階段。

WOH G64 早在上世紀(jì) 70 年代就被發(fā)現(xiàn)，是大麥哲倫星系中一顆性質(zhì)反常的天體，這一星系是繞行銀河系的一顆伴星系。 后續(xù)研究表明，它不僅極其明亮，體型也極其龐大，半徑超過太陽的 1500 倍，是已知體積最大的恒星之一。 2024 年，天文學(xué)家首次利用歐洲南方天文臺的甚大望遠(yuǎn)鏡干涉儀，對銀河系外一顆恒星拍攝出細(xì)節(jié)圖像，清楚呈現(xiàn)出包裹在 WOH G64 周圍的一層厚重大量塵埃外殼，進(jìn)一步印證它正在劇烈失去質(zhì)量。

從恒星演化的角度看，WOH G64 仍算“年輕”，估計(jì)年齡不到 500 萬年。 相比之下，我們的太陽年齡約為 46 億年，采用的是“細(xì)水長流”的漫長壽命路徑，而像 WOH G64 這樣的巨星則是“生得巨大、燃燒迅猛、英年早逝”。 WOH G64 誕生于一團(tuán)巨大的氣體和塵埃云，在引力作用下坍縮并在核心點(diǎn)燃核聚變，最初和太陽一樣以氫聚變?yōu)橹鳎S后膨脹并轉(zhuǎn)而燃燒氦，進(jìn)入紅超巨星階段。

并非所有超巨星都會演化成超巨星中的“極端版本”——黃色超巨星。 理論研究指出，只有質(zhì)量極大的恒星，在從氫燃燒快速過渡到氦燃燒的過程中，才會演化出黃色超巨星階段。 在這一轉(zhuǎn)變期間，恒星會劇烈拋射外層物質(zhì)，核心急劇收縮，一旦進(jìn)入黃色超巨星階段，結(jié)局幾乎已被寫定——它們將在相對短時間內(nèi)以一場耀眼的超新星爆發(fā)走向終結(jié)。

新研究重點(diǎn)分析了 2014 年前后 WOH G64 的突變跡象。 研究團(tuán)隊(duì)提出，原先紅超巨星表面的相當(dāng)大一部分在這一時期被拋射出去。 造成這一劇烈事件的原因之一，可能是伴星相互作用：通過分析 WOH G64 的光譜，作者確認(rèn)它存在一顆伴星，雙星系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)雜的引力與物質(zhì)交換，可能觸發(fā)了外層大規(guī)模噴發(fā)。

不過，科研人員也提出另一種更為激烈的可能性：WOH G64 正在“預(yù)熱”走向超新星爆發(fā)。 對于如此巨大的恒星而言，走向爆炸是必然結(jié)局，但確切“倒計(jì)時”何時結(jié)束，一直是天體物理學(xué)的難題。 一種理論情景認(rèn)為，當(dāng)前觀測到的轉(zhuǎn)變對應(yīng)著超新星前的“超級恒星風(fēng)”階段，恒星內(nèi)部因燃料在短時間內(nèi)被劇烈消耗而產(chǎn)生強(qiáng)烈脈動，從而大規(guī)模吹走外層物質(zhì)。

對于恒星來說，壽命往往以數(shù)千萬乃至數(shù)百億年計(jì)，人類能在短短幾十年甚至更短的時間里捕捉并記錄到如此劇烈的演化過程，本就極為罕見。 更何況 WOH G64 位于銀河系之外，這使得這次觀測更具科學(xué)和觀賞雙重意義。 科學(xué)家表示，如果足夠幸運(yùn)，人類有望在有生之年親眼見證 WOH G64 的死亡時刻——一場橫跨星系的壯觀超新星爆發(fā)，不僅將點(diǎn)亮星空，也有望為研究大質(zhì)量恒星的生死演化拼上關(guān)鍵一塊拼圖。