주메뉴바로가기본문바로가기
비즈한국 비즈한국

科學
不只是雙星,竟然是三體!來自太陽系外的恆星正威脅著地球

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。  Read original in Korean →

[비즈한국] 地球終有一天會迎來終結。2008年,《自然》雜誌曾提出了一個最出人意料且令人震驚的地球毀滅劇本。當時有觀點稱,一顆所謂的“死星”正瞄準著地球。被指認為可能導致地球終結的元兇,是一顆遠在8400光年之外的恆星。既不是經過地球附近的小行星,也不是近在咫尺、狂暴躁動的太陽,竟然是因為一顆遠遠超出太陽系範圍的遙遠恆星,地球就可能滅亡!

原因是這顆被指為元兇的恆星WR 104,看起來是一顆正在釋放巨大能量、隨時可能爆發的潛在伽馬射線暴天體候選者。在照片中,WR 104的樣子不同尋常。它看起來並不只是一個小點,而是呈現出清晰的漩渦狀圖案。

長期以來,天文學家推測這是一顆雙星系統,由一顆噴射出強烈恆星風的恆星和一顆位於其周圍的伴星組成。特別是中心恆星被認為是處於即將發生超新星爆發死亡的最後演化階段——沃爾夫-拉葉星(Wolf-Rayet star)。如果這顆恆星最終走向死亡,將會釋放出強烈的伽馬射線暴閃光,而湊巧的是,這個雙星系統的自轉軸剛好對著地球,因此地球很有可能遭受直接衝擊。

如果是這樣,我們確實可能因為一顆8400光年外恆星的突然死亡,而瞬間從宇宙中消失。正如2008年《自然》雜誌所描述的那樣,它可能真的會成為像電影《星球大戰》裡的“死星”那樣的存在。

這種描繪著漩渦走向毀滅的恆星現象在宇宙各處都在發生。最近,詹姆斯·韋布空間望遠鏡在觀測了另一個名為WR 70–16的現場後,揭示了一個驚人的事實。起初,天文學家認為這裡和WR 104一樣,是由一顆普通垂死恆星與一顆伴星相互環繞而成的沃爾夫-拉葉星系統。然而,就在這裡,人們發現了長期隱藏著的另一顆恆星的痕跡。這個現場竟然是一個由三顆恆星糾纏在一起的“三體”現場。

恆星WR 70–16是一顆即將死亡的沃爾夫-拉葉星。它正畫著漩渦,跳著死亡之舞。那樣子看起來就像兩條蛇在互相纏繞。因此,它也以埃及神話中蛇之神兼毀滅之神的名字,被賦予了“阿波菲斯(Apep)”的綽號。沃爾夫-拉葉星非常狂暴且劇烈地將自身的物質剝離到太空中。由於這種強烈的恆星風速度極快,幾乎是垂直於恆星表面噴出的。因為它與伴星一起旋轉,噴出的恆星風物質就像灑水器噴出的水流一樣,形成了螺旋狀擴散。

長期以來,人們認為這顆恆星僅僅是由一顆即將死亡的恆星和一顆相對平靜的伴星組成的雙星。然而在2018年,天文學家發現了第三顆恆星。在稍遠的地方,還隱藏著一顆環繞著前兩顆恆星的第三顆恆星。這裡不是雙星系統,而是三恆星系統。內部相鄰的兩顆恆星以100年為週期互相環繞。而第三顆被發現的恆星距離它們足有1700AU之遙,公轉週期長達1萬年。

由於執行速度太慢,起初人們懷疑這顆恆星可能並非WR 70–16的成員,而是偶然路過的流浪星。但透過韋布望遠鏡的觀測,真相大白:這顆恆星也明確地在WR 70–16華麗的漩渦中一同起舞。在韋布望遠鏡透過紅外線拍攝的WR 70–16照片中,隱藏了許久的更巨大結構顯露了出來。照片顯示,塵埃雲的痕跡已經超出了原有已知的中心小漩渦,擴散到了更廣闊的區域。

在詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的中紅外影象中,首次捕捉到了環繞沃爾夫-拉葉雙星周圍的四個螺旋形塵埃殼。影象來源=NASA, ESA, CSA, STScI; 科學研究: Yinuo Han (Caltech), Ryan White (Macquarie University); 影象處理: Alyssa Pagan (STScI)
在詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝的中紅外影象中,首次捕捉到了環繞沃爾夫-拉葉雙星周圍的四個螺旋形塵埃殼。影象來源=NASA, ESA, CSA, STScI; 科學研究: Yinuo Han (Caltech), Ryan White (Macquarie University); 影象處理: Alyssa Pagan (STScI)

在這張照片中,WR 70–16中心兩顆跳著死亡華爾茲的恆星關係與我們此前所知的大不相同。天文學家曾認為其中只有一顆是即將死亡的沃爾夫-拉葉星,另一顆只是普通的伴星,且即將死亡的恆星正在噴出更強的恆星風。但事實並非如此。兩顆恆星都在噴出相似程度的猛烈恆星風。並非只有其中一顆臨近死亡,而是兩顆皆為即將死亡的沃爾夫-拉葉星。這是一個僅由沃爾夫-拉葉星組成的雙星系統!

韋布望遠鏡的觀測還顯示了另一個令人驚奇的痕跡。在照片中,向外擴散的漩渦狀恆星風痕跡中,有一部分看起來像是被大咬了一口一樣,呈現為空缺狀態。而那個空缺區域正是第三顆恆星所在的位置。看來第三顆恆星也不是等閒之輩。這顆恆星也噴出了強烈的恆星風,將周邊的塵埃雲清理得乾乾淨淨,從而使區域性看起來顯得空蕩蕩的。第三顆恆星噴出的恆星風正在與中心另外兩顆恆星產生的複雜恆星風進行互動作用。正如本次研究一樣,只有將第三顆恆星及其恆星風的影響加入模擬,才能重現實際觀測到的塵埃雲那美麗且複雜的圖案。這表明第三顆恆星並非偶然路過的背景恆星,而是長期以來互相影響的成員。

模擬再現了由於第三顆恆星的恆星風,在WR 70-16漩渦中產生了巨大的空白區域。
模擬再現了由於第三顆恆星的恆星風,在WR 70-16漩渦中產生了巨大的空白區域。

此前已知的內部小漩渦是近100年間形成的結構。然而,透過韋布望遠鏡觀測到的、在外圍新展現出的更大規模漩渦,則是至少700年前形成的古老結構。而且所有塵埃漩渦殼結構都在以極快的速度向四面八方膨脹。根據最近的觀測,WR 70–16與地球的距離可能比原先預想的還要遠。WR 70–16可能是一顆更加明亮的恆星。正因如此,它噴出的恆星風更加劇烈,其終局也可能會以更明亮、更燦爛的方式到來。相應的,其終局對我們地球而言,可能會構成更大的威脅。

最終,這顆恆星的核心將會坍縮,並迎來耀眼的超新星爆發。正如本次觀測所確認的那樣,如果中心臨近死亡的恆星不是一顆,而是兩顆,那麼其死亡過程將會更加劇烈。通常在恆星爆發的過程中,大部分能量會沿著恆星的中心自轉軸向兩個方向噴出。如果這顆恆星的自轉軸也精確地瞄準我們地球,那麼在恆星終結的瞬間噴出的高能宇宙射線,可能會對地球產生不小的影響。只希望這顆恆星不要真的變成導致地球毀滅的“毀滅之神”就好。

參考

https://www.nature.com/articles/news.2008.653

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250714610W/abstract

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250714498H/abstract

https://www.nature.com/articles/s41550-018-0617-7

作者池雄培(Ji Woong-bae)是誰?他熱愛貓咪和宇宙。兒時在看過《銀河鐵道999》後,便立志要向世人傳播宇宙之美。目前擔任世宗大學自由專業學部助教授,同時開展講座、寫作等多種科學傳播活動。著有《每天一片宇宙》、《星光熠熠宇宙的科學家們》、《無法前往卻可瞭解》、《望著宇宙時浮現的奇怪問題》等書,並翻譯了《給真正太空旅行者的搭車指南》、《我為何殺了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphics》等作品。

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。
지웅배 천문학자

고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 세종대학교 자유전공학부 조교수로 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 함께 하고 있다. ‘천문학자의 쓸모없음에 관하여’, ‘우리는 모두 천문학자로 태어난다’, ‘우주를 보면 떠오르는 이상한 질문들’ 등의 책을 썼으며, ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’, ‘퀀텀 라이프’, ‘UFO’ 등을 번역했다.

writer@bizhankook.com
저작권자 ⓒ 비즈한국 무단전재 및 재배포 금지