数十年来,天文学家持续跟踪观测位于大麦哲伦星云的红色超巨星WOH G64。该星云在南半球可用肉眼观测。研究人员称,WOH G64体积超过太阳的1500倍,能量输出超过太阳的10万倍。过去,这颗恒星通常被认为正随着燃料逐步耗尽而膨胀并持续失去物质,沿着红色超巨星的典型路径走向生命终点。
不过,近年多项观测显示WOH G64出现不同以往的变化。包括与南非大型望远镜(Southern African Large Telescope,SALT)合作的团队在内的研究人员报告称,该恒星变得比过去更暗淡,并呈现“看起来更温暖”的特征。这一变化被认为出乎意料,也提示其生命末期的演化过程可能比此前设想更为复杂,且变化可能在更短时间尺度上发生。
研究人员指出,质量超过太阳约八倍的巨型恒星会在较短的数百万年内耗尽燃料,而非太阳那样的数十亿年寿命。多数巨型恒星在生命最后约一百万年会演化为温度较低、体积巨大的红色超巨星,并通过恒星风持续失去质量。部分红色超巨星的恒星风强烈到会形成由气体与固体颗粒构成的喷射物质包层,其中固体颗粒在天文学中被称为尘埃,使恒星在可见光下更暗、在红外波段更亮。

关于WOH G64的研究可追溯至20世纪。20世纪60年代,瑞典天文学家Westerlund、Olander和Hedin在红色恒星目录中记录了编号64的目标,但当时并未引起广泛关注。到20世纪80年代,红外天文卫星(InfraRed Astronomical Satellite)开展观测后,天文学家Elias、Frogel和Schwering将WOH G64识别为大麦哲伦星云中最明亮、最冷且尘埃最丰富的红色超巨星之一。随后数十年的观测显示,其亮度变化符合脉动恒星的强烈且相对稳定的调制特征。
研究团队称,2024年他们利用欧洲南方天文台的望远镜获得WOH G64的高分辨率特写图像,显示恒星附近存在新的尘埃云。团队表示,这是迄今对另一星系恒星获得的最清晰影像之一。基于这些数据,研究人员发现该恒星在过去十年中喷射的尘埃量意外增加,但当时尚无法确定具体原因与机制。
在后续分析中,研究人员认为WOH G64的变暗可能与其喷射出的尘埃云有关;同时,其脉动幅度减弱且周期略有加快,被解读为可能发生了收缩迹象。与此同时,恒星“看起来更温暖”的现象引发了其是否进入新阶段的讨论,有观点提出其可能正向黄色超巨星阶段过渡。

研究团队表示,进入2026年,他们公布了基于SALT获得的新观测结果,为理解上述变化提供线索。观测显示恒星附近存在大量离子,意味着周边气体被更高温的辐射加热至高温;此外,数据中还出现分子特征,暗示存在冷气体,因为分子在高温下会解体。研究人员据此认为,至少在目前阶段,WOH G64可能尚未转变为黄色超巨星。
研究人员同时提到,天文学界长期怀疑WOH G64附近存在一颗较小且更热的伴星,但过去相关论文多未明确提出。团队称,一种解释是:这颗更热的恒星(相对红色超巨星呈“蓝色”)可能加热了其从红色超巨星恒星风中捕获的气体;在红色超巨星变暗后,热气体的存在更为显著。
团队进一步提出,如果这颗蓝色伴星的轨道较为椭圆,其与红色超巨星之间的距离会随时间变化。研究人员推测,若伴星在近年更接近WOH G64,其引力可能拉伸红色超巨星的大气层,使恒星整体更透明,从而让观测者看到更温暖的内部区域,但仍可能保留部分较冷、较暗的分子斑块;同时,这种作用也可能使尘埃更容易在恒星风中于更远处形成。

研究人员表示,在上述设想下,若蓝色伴星随后沿轨道远离,WOH G64可能恢复更典型的红色超巨星外观;另一种可能是其外层物质进一步剥离,分子与尘埃特征减弱,从而获得对恒星更清晰的观测视野。团队强调,WOH G64仍可能出现其他未预料的变化,后续持续观测将是理解其演化状态的关键。
本文内容据The Conversation发布文章整理。
