19世纪恒星大爆炸光线回声170年后抵达地球(组图)

李振国

壮观的海山二

麒麟座V838
北京时间1月4日消息，据国外媒体报道，19世纪，船底座η星(中国称“海山二”)猛烈爆发，一时间成为当时天空中第二亮的星。尽管当时的天文学家们尚没有能力对这一历史罕见的剧烈爆发现象进行深入的研究，但是没关系，最近美国空间望远镜科学研究所的科学家们探测到了这一爆发产生的“光回声”。这一发现让天文学家们得以运用现代设备对船底座η星进行研究，并且目睹它在公元1838年至1858年之间发生爆发时的场景。
　　近年来光回声的研究变得相当热门，其主要原因便是对于麒麟座V838的成功观测案例。我们现在观测麒麟座V838，看到的是一个扩张中的气体壳，但是实质上，这是光照射到向外扩张中的气体尘埃外壳并发生反射的情景。在这一过程中，爆炸产生的光线先是向着其他方向前进，直到被尘埃和气体壳反射并折向地球方向，因而被我们所观察到。也就是说，相比直接传递到地球，这些光线多走了一段距离，这也就意味着它们抵达地球的时间会推迟一些。对于船底座η星的来说，这种推迟程度长达170年！
　　但是这种反射来的光线的性质相比原始光线已经发生了变化，这是因为它们反射的气体尘埃壳本身是向外运动的。尤其是这些光线表现出明显的蓝移，这告诉科学家们这些反射光线的气体尘埃壳本身的运动速度高达每秒210公里。这一数值和理论对于类似船底座η星这样的爆发所作出的过程预测结果相符。不过对于光回声的研究也得到了一些不符合理论预计的结果。
　　一般而言，海山二的爆发被天文学家们归类为“假超新星”。这个名字可以说恰如其分，因为爆发让它的亮度激增，有时会让人误以为是一次超新星爆发事件。然而它和超新星爆发最大的不同在于尽管这样的爆发也会释放出相当于真正超新星爆发10%甚至更多的能量，但是恒星本身并不会因此而死亡。目前对这一现象比较流行的一种解释是：由于某种原因，恒星内部的产能突然增加，剧烈的辐射压导致恒星外层部分物质被一阵强大的恒星风吹走。这一层膨胀的气体壳厚度很大，它极大地增加了恒星体表面的反光面积，从而导致我们观测到该恒星的总体亮度出现上升。
　　然而，根据模型计算，要想出现这种爆发情况，在爆发发生前恒星的温度需要达到至少7000K左右。但是对于此次观测到的光回声数据进行分析获得的结果显示其温度仅有约5000K。这样的结果或许暗示我们目前拥有的针对这类天体爆发机制的模型存在错误。而另一种不那么主流的，包含一种剧烈爆炸机制(即一次“小型超新星爆发”)的模型或许反而是正确的，至少看起来在海山二的案例中似乎是这样。
　　看起来这次获得的观测数据和当年在爆发发生之后数年间进行的观测结果存在某些差异。当光谱观测设备投入天文应用之后，人们在1870年对海山二进行了光谱观测，并注意到其发射线的特征似乎和高温恒星更加接近。在1890年，海山二再次发生一次规模较小的爆发，当时天文学家们进行的光谱观测显示其温度数值约6000K。尽管这样的观测可能并不能精确地反映一次大规模爆发的情况，但是这些结果仍然让天文学家们百思不得其解：它的温度怎么可能下降的那么快？或者看起来星风模型和爆发模型似乎分别适用于不同的情况：前者适用于爆发一段时间之后的情形，以及较小规模的爆发，而后者则更符合大规模爆发的情形？天文学家们意识到这样的两种模型似乎可以在较短的时间尺度上，在同一个天体身上得到同样或相似的结果。
　　但是不管如何，海山二真的是一个壮观的天体。与此同时，项目组的天文学家们还对海山二气体壳内部恒星周围的其它一些似乎显示出亮度上升的区域进行了研究，以期找到在这些区域发生的光回声现象，如果成功，这或许将帮助他们回答上述提到的一些问题。