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孤獨的超級巨星

天文學家在鄰近星系中發現一顆異常明亮、但又非常孤獨的恆星,比我們太陽還亮300萬倍。在此之前所發現類似的超級巨星,大都是位在星團中,但這顆像明亮燈塔般的超級巨星卻是單星,這是這項發現最獨特之處。目前關於這顆星的起源不明,天文學家不清楚它究竟是單獨生成的,還是被星團踢出來的?不過無論是前述哪一個答案,都對現行的恆星形成理論是項挑戰。

北愛爾蘭阿麥天文台(Armagh Observatory)Joachim Bestenlehner、Jorick Vink等天文學家,利用位在智利的超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)研究位在大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud,LMC)中的恆星VFTS 682。LMC是銀河系最大的衛星星系,位在南天,距離僅約16萬光年。藉由分析VLT上的FLAMES光譜儀所測得的星光,這些天文學家發現這顆恆星的質量高達太陽的150倍左右。像這樣的恆星卻是單獨存在而非位在任何星團中心區內,讓這些天文學家非常驚訝。

VFTS 682位在知名的LMC蜘蛛星雲(Tarantula Nebula)附近,最先是經由一個專門搜尋最明亮恆星的VFTS巡天計畫(VLT-FLAMES Tarantula Survey)發現。雖然是單星,不過它其實還是身處在一個恆星形成區內,而且是本星系群Local Group of galaxies)中最活躍的恆星形成區,周圍盡是大量氣體、灰塵與年輕恆星。

第一眼瞥見VFTS 682時,雖然會覺得它很熱、很年輕、很亮外,並不覺得它很突出。但經過VLT的仔細觀測後,Bestenlehner等人才發現這顆恆星所發出的能量絕大部分都在抵達地球之前,被沿途的塵埃雲氣給吸收或散射掉了。因此,如果將這些被吸收和散射的光也考慮進去的話,那麼這顆恆星的亮度比先前亮很多,足以名列最亮的恆星之一。

由於以紅光或紅外波段觀測,可以穿透塵埃的遮蔽,直接觀測到這顆恆星所發出的紅光和紅外光,但波長較短的藍光或綠光卻會被散射掉,因此這顆恆星看來偏紅,若少了塵埃的散射,那麼這顆恆星像獵戶座的參宿七一樣,呈現明亮的藍白色。除了非常明亮之外,VFTS 682也很熱,表面溫度高達攝氏50,000度,遠高於太陽的攝氏5,500度!由於它的質量實在是非常高,這種恆星的壽命必定不長,而且最終不僅會以超新星爆炸結束生命,甚至會變成更劇烈且持續長時間的伽瑪射線爆發(gamma-ray burst,GRB)這種宇宙中最亮的爆發型態。

研究成員們認為:看來在成員眾多的星團中形成最大和最亮的恆星相當容易,而雖然這些恆星不無單獨形成的可能,不過還是很難想像這麼亮這麼大的恆星會單獨形成。雖然VFTS 682現在看來是單星狀態,但其實距離成員眾多的RMC 136星團(簡稱為R 136)並不遠,如果VFTS 682的距離和R 136相同,則它距離R136星團中心僅約90光年而已。而R 136又以含有數顆類似VFTS 682這樣的超級巨星聞名於天文界,且VFTS 682的某些性質與R 136星團中心處最亮的超級巨星之一幾乎相同,因此這些天文學家懷疑VFTS 682會不會是在R 136星團中誕生,之後卻被拋出星團外?這類「落跑恆星」並不少見,但大都比VFTS 682小很多;所以如果VFTS 682真的也是「落跑恆星」,那麼質量這麼大的恆星究竟是如何從星團中因重力交互作用被拋出?這可是個很有趣的研究主題。

資料來源:http://www.eso.org/public/news/eso1117/, 2011.05.25, KLC  / 本文引用自臺北天文館之網路天文館網站

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