16年未解之谜终揭晓 银河系中一场恒星吞噬事件浮出水面

一幅罕见的天文景象，是一场巨大合并事件的结果。（图片来源：Adobe Stock）

2004年，美国国家航空暨太空总署（NASA）的太空星系演化探测器GALEX在银河系中捕捉到一个前所未见的天体，是一团巨大而暗淡的气体云，中央包围着一颗恒星。在GALEX的紫外线影像中，它呈现出蓝色光环，尽管这种光是肉眼不可见。后续观测显示，气体内部存在一个厚实的环状结构，研究团队因此将其命名为“蓝环星云”。往后的16年间，这个神秘天体成为天文学界难解的谜团。

刊登于《自然》的突破性研究

2020年11月18日，研究成果正式发表于《自然》，研究团队运用理论模型整合多年来搜集的观测资料，提出一项解释，认为蓝环星云极可能是两颗恒星碰撞并合并后产生的碎片残骸。

若此推论成立，这将是目前已知最年轻的恒星合并残骸系统之一，形成时间在数千年前，仍保留大量合并痕迹。

为何如此特殊？

一般认为恒星合并在银河系中并不罕见，理论估计可能每十年就会发生一次。然而，合并后产生的碎片通常会遮蔽系统，使天文学家难以在早期阶段进行观测。等待碎片散去，过程通常需数十万年，合并痕迹已难以辨识，这次发现的蓝环星云恰好填补了这段关键空白。

紫外线中的异常现象

GALEX于2003年至2013年间运行，由位于南加州的喷气推进实验室管理，任务主要以近紫外与远紫外波段研究宇宙中的年轻恒星。

多数天体同时辐射近紫外与远紫外光，但蓝环星云只有发出远紫外光，这使它在GALEX影像中呈现独特的蓝色，尺寸与超新星遗迹或行星状星云相似，但不同之处在于它的中央仍有一颗活跃恒星，除了紫外线以外，几乎不辐射其他波段，这些特征令科学家困惑多年。

从行星假说到恒星合并

2006年，团队使用位于加州帕洛玛天文台的200英吋海尔望远镜，以及夏威夷凯克天文台的10米望远镜进行观测，发现冲击波证据，显示气体来自剧烈喷发事件。

卡内基科学研究所与加州理工学院GALEX团队成员马克·塞伯特曾推测，或许是一颗质量为木星数倍的行星被恒星撕裂。在2012年，WISE的红外巡天资料显示存在一个尘埃盘，后来来自史匹哲太空望远镜等红外观测资料证实，该物质的来源比巨行星更大。2017年，德州霍比－埃伯利望远镜上的宜居带行星探测器进一步排除周围存在致密天体。

关键突破

2017年加入团队的加州理工学院天体物理学家凯瑞·霍德利，与GALEX计划首席研究员克里斯·马汀，邀请擅长建构宇宙合并事件数学模型的哥伦比亚大学理论天文物理学家布莱恩·梅茨格合作。

根据模型推论，一颗类似太阳的恒星与一颗质量约为木星100倍的恒星在演化末期发生合并。较小的恒星螺旋坠入较大恒星，在撕裂与吞噬过程中，炽热的碎片被抛射至太空，气体盘将碎片一分为二，形成两个朝相反方向远离的空心锥体，其中一个锥体几乎正对地球，使两锥重叠区域在GALEX影像中呈现为蓝色环状结构。

远紫外光的来源

数千年间，碎片云冷却形成分子与尘埃，氢分子与星际介质粒子碰撞后，被激发并发出特定波长的远紫外光，当亮度足够时，GALEX就能观测到这道光环。

梅兹格指出，银河系中可能存在许多年轻的恒星合并残骸，但我们缺乏辨识它们的样貌，而蓝环星云或许提供了关键范例。塞伯特则表示，GALEX能以紫外波段意外发现这个原本没有刻意寻找的暗淡天体，再次证明当人类以新的波长观察宇宙时，总会看见意想不到的景象。

16年的宇宙谜团，也许象征一个研究新领域的开始。

此报道内容来自NASA喷射推进实验室。