研究人员表示,NASA多项观测任务可能捕捉到一次发生在“意想不到地点”的极端恒星碰撞:两颗中子星在一座微型星系内并合。团队称,这是天文学家首次在类似环境中看到这类爆发现象,或可为两个长期问题提供线索。相关论文即将发表于《天体物理学杂志快报》,目前已在arXiv预印本服务器公开。
中子星是大质量恒星耗尽燃料后坍缩并发生爆炸所遗留的致密核心。研究人员指出,中子星体积很小(仅十几英里宽),但质量略大于太阳,因此密度极高,被认为是宇宙中最极端的天体之一。
近年来,天文学界已积累多起两颗中子星在中等或大型星系内并合的观测证据。此次研究则提出,中子星并合也可能发生在微型星系中。宾夕法尼亚州立大学研究人员西蒙娜·迪基亚拉(Simone Dichiara)表示,在该地点发现中子星并合“具有颠覆性意义”,并称这可能成为解开天体物理学两个重要问题的关键。

研究团队认为,这一前所未有的并合地点或可解释:其一,伽马射线暴(GRBs)有时并不出现在星系核心,甚至看似没有宿主星系;其二,为何在远离星系中心的恒星中也能发现黄金、铂等重元素。
据论文描述,这次事件位于一座距离约47亿光年的微型星系内,该星系嵌入在一条长度约60万光年的气体流中。研究人员推测,这条气体流可能形成于数亿年前一组星系相互碰撞的过程,当时碰撞剥离了星系中的气体与尘埃,并将其遗留在星系间空间。意大利罗马大学合著者埃莱奥诺拉·特罗亚(Eleonora Troja)将其形容为“碰撞中的碰撞”,并表示星系碰撞引发的恒星形成浪潮,经过数亿年演化,最终促成了这些中子星的诞生及并合。
该事件被命名为GRB 230906A,发生于2023年9月6日。研究团队称,观测使用了多台NASA望远镜,包括费米伽马射线空间望远镜、钱德拉X射线天文台、尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台以及哈勃太空望远镜。

团队介绍,费米望远镜首先捕捉到伽马射线暴的独特信号;在行星际网络给出初步位置后,研究人员再利用钱德拉、斯威夫特与哈勃的高分辨率观测进一步精确定位。卡内基梅隆大学麦克威廉斯博士后研究员、合著者布兰登·奥康纳表示,钱德拉提供的精确X射线定位使得研究成为可能;在确定位置后,哈勃的灵敏度揭示了该处“极其微小且暗淡”的星系,研究团队据此将多项观测线索拼合完成识别。
研究人员称,这一结果或可解释部分伽马射线暴为何看似缺乏宿主星系:一些宿主可能过于微小和暗淡,难以在多数地面光学望远镜图像中被识别。
此外,GRB 230906A的异常位置也被认为与重元素分布问题相关。研究团队指出,两颗中子星并合可通过一系列核反应产生黄金、铂等重元素,天文学家曾在2017年一场记录充分的并合事件中观测到这一过程。类似GRB 230906A的事件可能生成这些元素,并将其散布到星系外围,进而出现在后续世代的恒星中。
论文同时提到另一种可能性:该爆发或许来自更遥远、位于该星系群后方的某个星系。不过研究团队认为,相比之下,“微型星系”解释更为可能。