这对舞星终有一天会碰撞并爆发

距地球约 8,000 光年的地方，有两颗恒星在跳舞。其中一颗恒星领先并围绕另一颗恒星激烈旋转，其能量如此之大，以至于它从另一颗恒星身上吸走物质，迫使后者露出核心。但静止的恒星也很强大，拥有足够的能量来剥离其轨道伴侣的外层。这对裸露的恒星被天文学家称为“沃尔夫-拉叶双星系统”，它们的舞蹈将持续下去，直到它们相互坍缩。上周，一组研究人员揭开了这对恒星最复杂的秘密。

这可能是首次发现快速旋转的沃尔夫—拉叶星双星系统，“这个想法已经流传了 30 年，但直到现在我们还没有真正看到它，”纽约 Flatiron 研究所计算天体物理中心的研究员 Mathieu Renzo 说，但他没有参与这项研究。

自 2018 年发现以来，这对特殊的沃尔夫-拉叶星（研究人员将其称为阿佩普星）一直让天文学家们困惑不已。它不仅是一个真正的奇特物体（我们在整个银河系中只发现了几百对这样的恒星），而且还具有一些极为罕见的特征。这对恒星非常炽热和明亮，当它们旋转时，会产生速度可达光速 1% 的恒星风。恒星风会将恒星剥离至核心，并在这一过程中在恒星对周围形成一个尘埃晕。这些尘埃的膨胀速度应该与推动它们的风的速度相同，但当悉尼大学的研究人员发现阿佩普星时，他们注意到它的尘埃移动速度仅为风速的四分之一。事实并非如此，这一发现几乎违背了逻辑。

“逻辑非常复杂，”论文第一作者、天文学家韩一诺说。在发表于《皇家天文学会月刊》的论文中，该团队提出了一个数学模型来解释他们在阿佩普图像中看到的不匹配现象。

为了制作这个模型，团队首先必须分析三年来欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜拍摄的数千张图像。“我们收到的不是 JPEG 文件。我们收到的图像格式非常混乱，几乎难以辨认，”韩解释说。他的首要任务是“清理”图像，去除其他恒星和恒星体发出的所有光线，以便他们能够更清楚地看到阿佩普。

消除所有光噪声后，团队可以详细观察这两颗恒星。他们发现，这两颗恒星的质量都比太阳大 10 到 15 倍，亮度则比太阳大 10 万倍以上。新闻稿称，它们需要 125 年才能绕对方运行一圈，距离与我们的太阳系大小相当。汉解释说，这种运动启发了天文学家彼得·图希尔 (Peter Tuthill) 领导的团队，他们以埃及混沌之神的名字命名该系统。“阿佩普 [被描绘成] 一条盘绕的蛇，在中间追逐光，”他说。“[阿佩普] 必须与太阳拉 (Ra) 战斗，他们每晚都互相追逐。”

但更重要的是，他们能够弄清楚，从地球上看，我们是从“上方”观察中心恒星，因此我们只能看到它的一个极点（和地球一样，恒星也有极点和赤道）。正是最后一点信息让他们开发出一个模型，可以解释他们观察到的速度差异。他们测量了从面向地球的极点吹出的风速，但尘埃是从恒星的赤道吹出的。“这是一颗非常特殊的恒星，来自两极的风比来自赤道的风快得多，”韩说。

这怎么可能呢？“当物体以极快的速度移动时，就会受到离心力的影响，”伦佐解释道。这种力会重塑恒星，使其两极变平、中心变圆（类似足球），从而导致从恒星两极吹出的风比将尘埃吹出赤道的风更快。由于两颗恒星在做圆周运动，尘埃不会沿直线膨胀，而是呈螺旋状。“当两颗恒星相互绕转时，这些尘埃会扭曲并形成一条巨大的发光烟灰尾巴，”合著者图特希尔在关于这一发现的一篇文章中解释道。

如果模型正确，阿佩普之舞将以我们所知最强烈的爆炸结束，即伽马射线爆发。如果该系统指向地球，它未来的爆炸可能会抹去我们星球的臭氧层，使所有生物都暴露在太阳的紫外线辐射下。谢天谢地，它指向其他地方；而我们附近有一对快速旋转的沃尔夫-拉叶星，这将为我们提供有关其他伽马射线爆发形成的宝贵信息，汉解释说。

“目前，大质量恒星的演化和爆炸研究领域正在蓬勃发展，”伦佐说。“但大多数望远镜都在寻找距离我们星系非常遥远的系统，因此很难获得大量数据。这个系统为您提供了一个非常复杂的系统，非常接近，因此您可以获得大量细节。推动这两个方向的发展非常重要，以更好地了解恒星的生命。”