消失的恒星

2009 年，天文学家发现一颗位于 2000 万光年外的恒星亮度开始骤减。后来无论是通过地面望远镜还是哈勃、斯皮策等太空望远镜，人们始终没能再次看到它。没错，这颗恒星就这么从我们眼前消失了！

关于这颗恒星究竟发生了什么，人们提出了各种猜测。随后天文学家把希望寄托在了韦伯（韦布）望远镜（JWST），希望它能帮我们解答谜团。但当看到 JWST 带来的图像数据后，科学家们这次又有了意外发现。

NGC 6946 是一个位于天鹅座边缘的旋涡星系。这里的恒星形成速率非常高，虽然恒星数量不及银河系的一半，但它里面超新星爆发的频率是银河系的十倍，因此它也被称为“烟花星系”。

2009 年的一天，天文学家发现位于该星系中的一颗恒星它的亮度突然开始增加。仅仅过了两个月，该恒星的光度就达到了太阳光度的 100 万倍。

根据以往的经验判断，这应该是一颗大质量恒星到了演化晚期，突然增加的亮度意味着它或许将要迎来此生的最高光时刻 —— 超新星爆发。鉴于它的质量可能接近 25 倍太阳质量，所以这最后的爆发没准会是场罕见的极超新星爆发。假如真是这样的话，届时它的光度可能会再飙升几个数量级，达到惊人的上百亿倍太阳光度。

然而就在人们等待亲眼目睹这一宇宙盛况的时候，谁知它的亮度竟然开始下降了，随后又恢复到了先前的亮度。看来是虚惊一场，或许这只是一次其他原因导致的临时亮度变化。

不过很快人们发现不对劲，这颗恒星的亮度貌似一直在下降，丝毫没有停下来的意思。此时的它就像一个断了电的钨丝灯泡，很快便失去了往日的光辉。

到了第二年，这颗恒星已经彻底从我们的视野中消失。即使后来通过哈勃望远镜，天文学家也没能再次看到它的身影。只有红外波段那少许的亮光，似乎还能证明着它曾经存在过。

一颗如此巨大的恒星，怎么就说不见就不见了呢？对此，不少科学家认为我们可能是遇到了传说中的“失败超新星”，一种恒星变黑洞的特殊方式 —— 直接坍缩。

我们知道，理论上当恒星残骸的质量超过奥本海默极限（2.5 倍太阳质量左右）时，恒星残骸会坍缩成黑洞。不过这种坍缩仅仅是恒星的核心部分，它的外层物质则会直接爆炸成为超新星。

这是对于爆炸前拥有 8~25 倍太阳质量的恒星来说的。如果不考虑金属元素含量，假如恒星的质量再大些，那么理论上超新星的爆炸有可能并不是更剧烈，而是更平静，甚至于没有明显的爆炸发生。这是因为已经成为黑洞的恒星核心，它能够凭借自身强大的引力，直接把要炸开的物质又给拽了回来，并且直接吞掉。表现出来就是恒星眼看着要炸了，结果“嗖一下”整个成了黑洞，所以它也被称为“失败超新星”。

今天说的这颗恒星是不是就和这种失败超新星很像？

此前这种现象只是理论推测，一直缺少实际观测证据，所以这次不少天文学家都认为，这颗恒星或许就是传说中的失败超新星。如果真是这样的话，这颗恒星就不是消失了，而是“悄咪咪”地变成了黑洞。由于它位于 NGC 6946 星系，所以人们给它起名“N6946-BH1”。

然而有些科学家并不这么认为：虽然可见光波段看不到，但是红外波段多少不是还能看出来点嘛。如果真的变成了黑洞，那这些红外线是哪来的呢？所以这颗恒星可能压根就没变成黑洞，也许它像参宿四变暗那样，只是被自己喷出的物质给挡住了而已。

好嘛，光被挡的这么严实，那你得喷多少物质出来啊？估计得把自己喷歇菜了吧？而且谁说变成黑洞就不能发射红外线了，人家吃东西的盘子（吸积盘）不也能产生红外线嘛！

双方各有各的道理，现在仅凭可见光和近红外的数据暂时没法确定谁对谁错，也许中红外能提供些线索。于是 2023 年，科学家将 JWST 对准了该恒星所在的地方。

通过 JWST 的中红外成像仪（MIRI），这次人们清楚地看到这里确实存在一个明亮的信号源。很明显，它就是“消失”了的那颗恒星。但是这仍然不能证明这颗恒星还健在，我们还需要看辐射谱线的特征。

通过对光谱的能量分布分析，这颗恒星发出的中红外辐射谱似乎符合尘埃被恒星紫外线照射的特征。这说明这颗恒星可能确实还健在，只是因为发生了某种未知的“小爆发”，喷出的物质把恒星光中可见光以下的短波遮挡了，只有部分红外线的长波辐射了出来。

但是究竟是什么样的爆发，竟能在没把自己炸了的同时还把自己遮挡的这么严实？这时研究人员在 JWST 的近红外图像中似乎找到了答案。

得利于 JWST 的超强辨析度，研究人员发现这个所谓的大质量恒星可能并不是一颗恒星，而是一个三合星，也就是一个由 3 颗恒星构成的恒星系统。由于之前的设备能力有限没能分辨出来，所以人们一直把它们当成了一颗恒星。

于是结合这个发现，研究人员给出了一个更加合理的猜测：导致这次“恒星消失”事件的可能是一种比较常见的现象 —— 恒星的合并。当两颗恒星即将合并时，它们各自的外层包络会率先合并，这便导致了 2009 年的光度上升。此后两颗恒星的大量物质被抛射出来形成了大片尘埃，这些尘埃遮挡了这些恒星的可见光，于是我们发现它们消失了。如果这一猜测属实，那么未来等尘埃散去，我们便会再次看到这些恒星。只是这个时间嘛…… 可能是几十年、几百年或者上千年，也可能更久。

虽然这种恒星合并的解释看起来更为可信，但是证据上仍然不够直接有力，所以关于该现象背后的真正原因目前仍然没有定论。

既然恒星碰撞都会导致恒星的暂时消失，那这种天体突然消失的现象是否并非个例呢？

前些年，有科学家发起了一项被称为“在一个世纪的观测中消失和出现的源（VASCO）”的项目。正如其名，该项目的目的就是寻找一个世纪以来突然消失或者突然出现的天体，然后探究其背后原因。通过数据对比，该项目从过去 70 年包含 6 亿个天体的数据中找出了 15 万个候选天体。之后他们对其中 1/10 的天体进行了首批人工排查，然后确定了 798 颗突然消失的恒星。

“失败的超新星”以及“恒星喷射物的遮挡”，这些推测虽然有一定的可能性，但是远不能解释所有的天体消失现象。这说明宇宙中还有许多未知等待着我们去探索，其中不排除那个最为吸引人的可能性 —— 更先进的外星文明。

参考资料：

• [1] https://en.wikipedia.org/wiki/N6946-BH1

• [2] https://en.wikipedia.org/wiki/NGC_6946

• [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Failed_supernova

• [4] https://academic.oup.com/mnras/article/508/1/1156/6372931

• [5] https://arxiv.org/abs/2309.16121

• [6] https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab570f

• [7] https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022Univ....8..561V/abstract

本文来自微信公众号：Linvo 说宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo

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