14年前神秘失蹤的恆星又出現了,而且從一顆變成了三顆?
韋布發現失蹤恆星N6946-BH1的蹤跡。
N6946-BH1。2007年它還挺正常(左),2009年它的亮度猛增到太陽的百萬倍,2015年它就整個兒不見了(右)。NASA / ESA / C. Kochanek(OSU)
14年前的2009年,天文學家曾經目睹一顆質量相當於25個太陽的巨型恆星在眼皮底下消失。這顆恆星起初經歷了一個逐漸增亮的階段,其亮度一度達到了太陽的百萬倍。所有人都在期待它爆發成為超新星,然而這一幕卻一直沒有到來。相反,它慢慢暗淡了下去。當天文學家想起用包括哈勃在內的一眾專業望遠鏡來研究它時,它已經消失得無影無蹤。
這顆編號為N6946-BH1的恆星後來被認為是一顆「失敗的超新星」。天文學家相信它之所以失蹤,是因為它沒有來得及爆發,就坍縮成了一個黑洞。但這只是推測。事實上人們唯一能夠確定的是,它曾經極大增亮了一段時間,然後又變得極為昏暗,以致於沒有望遠鏡可以看到它。
現在,隨着韋布望遠鏡的升空,情況開始發生變化。天文學家在近日提交的一篇論文中稱,他們在分析了韋布採集的數據後發現,在這顆恆星原來所在的位置上,存在有明亮的紅外輻射源。輻射源的諸多表現使之看起來很像一個內部包裹着什麼的塵埃殼。
如果這是一個塵埃殼,那麼它與人們之前的推測是相吻合的。恆星接近生命晚期,不但會快速增亮,還會拋出物質殼。但這只是一種推測,它也有可能是物質墜入黑洞時產生的紅外線。不過這種可能性較小。
而最令人吃驚的是,韋布在N6946-BH1所在位置上發現的紅外輻射源實際上竟然有三個。這三個輻射源是疊加在一起的,如果用精度較低的觀測設備,很難將它們區分開來。
研究人員認為,存在三個輻射源表明,那顆神秘消失的恆星,也有可能不是所謂的「失敗的超新星」。人們當時看到的,可能是一次發生在恆星之間的合併事件。也就是說,當時人們發現N6946-BH1突然變得極為明亮,實際上是一對恆星正處於合併的過程中。而當合併事件結束,N6946-BH1又慢慢暗下去了。
然而這也只是一種推測。N6946-BH1是「失敗的超新星」的可能性依然存在。但是如果它確實是「失敗的超新星」,那麼人類當前對超新星和恆星級黑洞的理解可能就有問題。
針對黑洞合併事件的引力波探測結果顯示,宇宙中不但存在着恆星級黑洞,而且它們還比較常見。大質量恆星確實會變成黑洞,但它們在變成黑洞之前是否一定會爆發成為超新星卻是有疑問的。普通超新星爆發遺留下來的質量殘骸就足以形成黑洞,因此很難想像那些最大的恆星級黑洞究竟又是怎樣通過超新星爆發形成的。
N6946-BH1並不在我們銀河系內,而是位於一個距離地球大約2200萬光年的星系中。鑑於如此遙遠的距離,韋布依然能夠從中分辨出三個紅外輻射源,其能力之強確實讓人乍舌。而從現在起,天文學家也有理由期待未來能夠有更多的可能,將那些以往看起來模稜兩可的現象區分開來。
「失敗的超新星」示意圖。NASA / ESA / P. Jeffries---星空天文-
參考
JWST reveals a luminous infrared source at the position of the failed supernova candidate N6946-BH1
https://arxiv.org/abs/2309.16121