這六張平面圖為170年前海山二雙星系統中的那次恆星大爆炸的解讀提供了另一種可能。
海山二星（Eta Carinae）是銀河系中人類已知的最亮的恆星之一，該雙星系統位於離地球7500光年之外的船底座大星雲（Carina Nebula）中，而該星雲是南夜空中一塊人類可見的廣闊的恆星形成區域。大約在170年前，當時的天文學家目睹了一場恆星大爆炸，其釋放的能量幾乎相當於標準超新星爆炸所釋放的能量。然而，出人預料的是，與其他劇烈爆炸後死亡的恆星不同的是，海山二星在爆炸後依然留存了下來。
據英國《皇家天文學會月刊》（The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）8月2日刊發的兩篇研究論文稱，美國亞利桑那大學的內森·史密斯（Nathan Smith）和太空望遠鏡科學研究所的阿明·萊斯特（Armin Rest）領導的一組天文學家，通過利用地面望遠鏡對延遲抵達地球的恆星爆炸光回波進行現代天文學取證研究——對19世紀40年代發生的海山二恆星爆發的各種參數進行重新測量，他們的重大發現顯示，爆炸噴射出物質的運動速率比天文學家預估的要快20倍，這也是人類有史以來觀測到的超新星爆炸衝擊波所噴射出物質的最快噴射速率紀錄，而一般情況下，大質量恆星死亡之前所產生的星風要相對緩慢而柔和。為了解釋這一不尋常的現象，他們推斷：海山二原本可能是一個三星系統。
基於這些觀測數據，研究人員提出的假設是，那次噴發可能是由於三顆發生衝突的鄰近恆星之間長時間的動態博弈所引發的，而最後的博弈結果以其中一顆恆星的毀滅而告終，並讓另外兩顆恆星形成了一個新的雙星系統。據天文學家們推測，這場恆星間三方對抗的高潮可能是一場猛烈無比的恆星爆炸，海山二星吞噬了它兩顆同伴恆星的其中一顆，並將相當於我們太陽質量10倍的物質量推送入太空，所噴射出的物質形成了一個巨大的雙葉結構，也就是今天在所獲圖像中見到的類似啞鈴形狀的天體。
參照圖示，這一理論是這樣的，分為6個步驟：
1. 海山二最初是一個三星系統，其中有兩顆巨大的恆星A和B正沿著鄰近的軌道運行，另一顆伴星C則在更遠的軌道上運行。
2. 當A和B中質量更大的恆星A接近其生命的盡頭時，它開始膨脹並將大部分物質量傾倒在其相對較小的兄弟恆星B上。
3. 當恆星B膨脹到相當於大約100個太陽質量的大小、並且變得極其明亮時，恆星A的氫外層便被剝離了，並暴露出它高溫的氦內核。而這一質量轉移的過程打破了該系統中的引力平衡，讓只剩氦內核的恆星A遠離了已變成巨星的B。
4. 恆星A的氦內核靠近最外層的恆星C時，與其發生了引力作用，並將其拉入到引力博弈中。這兩顆恆星交換了位置，最外層恆星C被踢向系統內部。
5. 恆星C向內運動，並與極其巨大的恆星B發生相互作用，形成了一個圍繞著這顆巨星的物質星盤。
6. 最終，恆星C與質量巨大的恆星B合併，引發了一個爆炸事件，然後從恆星B中噴射出來的大量物質形成了一個雙葉結構。與此同時，倖存的恆星A被送上了一個被拉長的、圍繞合併後雙星系統的運行軌道。每隔5.5年，它就會穿過這顆巨星外層的氣態外層空間，併產生能以X射線形式被人類探測到的衝擊波。
研究人員展望到，更好地理解海山二恆星爆炸中的物理學效應及原理，或有助於人類在未來揭開更多關於雙星系統和多星系統中各天體間複雜相互作用的奧秘，而這些信息對於理解大質量恆星的演化和消亡過程至關重要。
編譯：Jonathan 審稿：阿淼 責編：程建蘭
期刊來源：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
原文鏈接：https://scitechdaily.com/new-clues-about-eta-carinae-the-star-that-wouldnt-die/
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