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在7500万光年外,首次发现一颗恒星,直接坍塌成黑洞消失了

2020/7/1 10:03:33 来源:原创 浏览:

利用欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT),天文学家发现矮星系中不稳定的大质量恒星。科学家们认为,这可能表明这颗恒星变得不那么明亮,部分被尘埃遮蔽了。另一种解释是,这颗恒星直接坍塌成黑洞,没有发生超新星爆炸。研究小组组长、爱尔兰都柏林三一学院的博士生安德鲁·艾伦说:如果这是真的,这将是第一次直接检测到这样一颗巨星以这种方式结束生命。

从2001年开始,不同的天文学家团队就开始研究这颗位于金曼矮星系中的神秘大质量恒星,观测表明它正处于演化的后期阶段。天文学家并且想要更多地了解超大质量恒星是如何结束生命的,而金曼矮星系中的这颗大质量恒星似乎是完美的目标。但当天文学家在2019年将欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)指向这个遥远的星系时,却再也找不到这颗恒星的明显特征了。相反,天文学家惊讶地发现这颗星已经消失了!

其研究发现发表在《皇家天文学会月刊》上,金曼矮星系位于大约7500万光年外的宝瓶座,对于天文学家来说,它太远了,无法看到星系中的单个恒星,但可以检测到其中一些恒星的特征。从2001年开始,来自银河系的光线一直有证据表明,有一颗比太阳亮约250万倍的“蓝色变星”。这种类型的恒星不稳定,偶尔会出现光谱和亮度的戏剧性变化。即使有这些变化,发光蓝色变星也会留下科学家可以识别的具体痕迹。

直接坍塌成黑洞消失了?

但该天文学家在2019年收集的数据中没有这些痕迹,所以这颗恒星发生了什么?如此大质量的恒星,在没有产生明亮的超新星爆炸情况下消失,这将是非常不寻常的。2019年8月,研究团队将天文望远镜对准这颗恒星,同时使用了欧洲南方天文台甚大望远镜的四个8米望远镜。但却无法找到之前指向这颗发光恒星存在的迹象。几个月后,再次欧洲南方天文台甚大望远镜上尝试了X-Shooter仪器,但还是没有发现这颗恒星的任何信息。

同样来自都柏林三一学院的团队成员何塞·格罗说:这颗该星系中质量最大的恒星之一,它永恒的进入了黑夜,如果没有欧洲南方天文台四台8米强大甚大望远镜的独特仪器,这个发现是不可能取得的。然后,研究小组转向了使用X-Shooter和UVES仪器在位于智利阿塔卡马沙漠欧洲南方天文台甚大望远镜以及其他地方望远镜上收集的较旧数据。欧洲南方天文台天文学家安德里亚·米纳(Andrea Mehner)说:

欧洲南方天文台科学档案设施使我们能够找到并使用此前观测的很多天体数据。从天文和仪器的角度来看,2002年的高分辨率UVES光谱与在2019年用欧洲南方天文台最新高分辨率光谱仪获得的观测结果比较特别有启发性。旧数据表明,金曼矮星系可能正在经历一段强烈的爆发时期,这段时期可能在2011年后的某个时候结束。像这颗消失的大质量蓝色变星,在它们的生命过程中容易经历巨大爆发,导致恒星质量损失率急剧上升,光度急剧增加。

基于观测和模型,天文学家们对这颗恒星的消失和没有超新星提出了两种解释,这与这次可能的爆发有关。这次爆发可能导致这颗蓝色变星转变为亮度较低的恒星,这也可能部分被尘埃所掩盖。但这颗恒星更可能坍塌成了一个黑洞,没有产生超新星爆炸,这将是一个罕见的事件:目前对大质量恒星如何死亡的理解表明,大多数都是在超新星中结束的。

博科园|研究/来自:欧洲南方天文台

参考期刊《皇家天文学会月刊》

DOI: 10.1093/mnras/staa1629

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科学之美:利用欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT),天文学家发现矮星系中不稳定的大质量恒星,这颗恒星直接坍塌成黑洞,没有发生超新星爆炸。

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