天文学家发现比太阳系更大的巨大气泡结构

一颗巨大的气体和尘埃泡包裹着红超巨星DFK 52,这个气泡很可能源于4000年前的一次剧烈爆发。天文学家对该恒星未发生超新星爆发却能存活的机制感到困惑,推测可能存在隐藏的伴星参与这一过程。该发现可能为揭示大质量恒星演化末期阶段提供关键线索。

新研究结果发表在科学期刊《天文与天体物理学》上,该团队由瑞典查尔姆斯理工大学的马克·西伯特领导。研究人员利用位于智利的ALMA射电望远镜观测了恒星DFK 52——这是一颗与著名恒星参宿四相似的红超巨星。

“当看到ALMA展示的数据时,我们大为惊讶。这颗恒星或多或少是参宿四的孪生体,但它却被一个巨大而混乱的物质气泡包围着,”查尔姆斯理工大学的马克·西伯特说道。

这个由气体和尘埃云组成的复合气泡,其质量与太阳相当,从恒星向外延伸达1.4光年。这比我们太阳系的直径宽了数千倍。

如果这颗恒星像参宿四一样靠近我们,这个气泡在天空中的视宽度将相当于满月直径的三分之一。

ALMA的射电观测使天文学家能够测量云中分子的运动,揭示了气泡正在膨胀。他们认为,气泡是在数千年前,恒星在一次剧烈爆炸中突然抛射出部分外层物质时形成的。

“气泡由曾是恒星一部分的物质构成。它必定是在大约四千年前的一次戏剧性事件——一场爆炸中被抛射出来的。在宇宙尺度上,那只是一瞬间的事,”查尔姆斯理工大学的天文学家埃尔维尔·德·贝克说。

 

星系中的下一颗超新星?

为何DFK 52在未爆发成超新星的情况下就损失了如此多的质量,目前仍不清楚。一种可能性是这颗恒星有一个隐藏的伴星,帮助其抛掉了外层。

“对我们来说,这颗恒星如何在如此短的时间内抛射出如此多的物质是个谜。也许,就像参宿四似乎表现的那样,它有一颗尚未被发现的伴星,”马克·西伯特说。

像DFK 52这样的红超巨星正接近其生命末期,预计最终会爆炸成为超新星。这颗恒星会是下一颗吗?

“我们计划进行更多观测以理解正在发生的事情——并查明这是否可能成为银河系的下一个超新星。如果这是一颗典型的红超巨星,它可能在未来一百万年的某个时刻爆炸,”埃尔维尔·德·贝克说。

关于研究的更多信息:

这项研究发表在《天文与天体物理学》期刊上的论文《斯蒂芬森2 DFK 52:在大质量星团RSGC2中发现一颗奇特的红超巨星》中。该图像已被选为欧洲南方天文台的每周图片。

 

参与这项研究的研究人员包括:瑞典查尔姆斯理工大学的马克·西伯特、埃尔维尔·德·贝克和沃特·弗莱明斯,以及西班牙基础物理研究所的吉列尔莫·金塔纳·拉卡西。

红超巨星是天空中最稀有、最明亮的恒星之一。它们是诞生时质量远大于太阳(超过太阳质量八倍)的恒星演化的最终阶段。对天文学家而言,它们是理解所有恒星和行星生命历程的关键。质量最大的恒星在星际空间中创造并播撒新形成的元素,激发气体和尘埃的能量,并帮助新一代恒星的形成。

在我们银河系中最接近的红超巨星,对于任何拥有清晰黑暗夜空视野的人来说都易于观测。猎户座中的参宿四和天蝎座中的心宿二,都是众所周知的红超巨星例子。

关于ALMA望远镜的更多信息:

阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA)是位于智利的国际天文设施,由欧洲南方天文台(ESO)、美国国家科学基金会(NSF)和日本自然科学研究机构(NINS)与智利共和国合作运营。

在瑞典,查尔姆斯理工大学的昂萨拉空间天文台自ALMA项目启动以来就参与其中;望远镜接收机是其众多贡献之一。昂萨拉空间天文台是北欧ALMA区域中心的所在地,该中心为ALMA项目提供技术专长,并支持北欧国家的天文学家使用ALMA。