【报资讯】天文学家观察到一颗罕见的极端超巨星的暴力死亡

他们于6月13日在加利福尼亚州帕萨迪纳举行的美国天文学会第240次会议上公布了这一发现，以前所未有的规模深入了解了伴随着巨星死亡的过程。这项工作是与明尼苏达大学的Robert Humphreys和英国曼彻斯特大学的Anita Richards合作完成的。

(相关资料图)

被称为超巨星的极端超巨星非常罕见，在银河系中只有少数几个已知存在。这方面的例子包括猎户座中第二亮的恒星--参宿四，以及天鹅座中的NML Cygni，也被称为V1489 Cygni。与质量较低的恒星不同--一旦进入红巨星阶段，它们更有可能膨胀起来，但通常会保持球形--超巨星往往会经历大量的、零星的质量损失事件，形成由弧形、团块和结组成的复杂、高度不规则的结构。

大犬座VY--简称VY CMa--位于距地球约3009光年的地方，是一颗脉动的变星，位于大犬座的稍南部。根据Ziurys的说法，VY CMa横跨10000到15000个天文单位（1AU是地球和太阳之间的平均距离），可能是银河系中质量最大的恒星。

Ziurys说：“把它看作是打了类固醇的参宿四，”他是亚利桑那大学化学和生物化学系以及斯图尔特天文台的联合教授，这两个机构都属于理学院。“它要大得多，质量大得多，每200年左右就会发生一次剧烈的大规模喷发。”

研究小组选择研究VY CMa，因为它是这些类型的恒星的最佳例子之一。

Ziurys实验室的博士生Singh说：“我们对超巨星在其生命末期的表现特别感兴趣。人们曾经认为这些大质量的恒星只是演变成超新星爆炸，但我们不再确定这一点。”

“如果是这样的话，我们应该在天空中看到更多的超新星爆炸，”Ziurys补充说。“我们现在认为它们可能会悄悄地坍缩成黑洞，但是我们不知道哪些超新星会这样结束它们的生命，也不知道为什么会发生这种情况，以及如何发生。”

以前用NASA的哈勃太空望远镜和光谱学对VY CMa进行的成像显示了明显的弧线和其他团块和结点的存在，其中许多从中心恒星延伸到数千澳。为了揭示超巨星结束其生命的过程的更多细节，研究小组开始追踪超巨星周围的某些分子，并将它们映射到哈勃太空望远镜拍摄的尘埃的已有图像上。

Ziurys说：“没有人能够为这颗恒星制作一个完整的图像，”她解释说，她的团队着手了解这颗恒星脱落质量的机制，这些机制似乎与那些在生命末期进入红巨星阶段的小恒星不同。

Ziurys说：“你没有看到这种漂亮的、对称的质量损失，而是像巨大的子弹一样吹过恒星的光球，向不同方向喷射质量的对流单元。这些类似于在太阳中看到的日冕弧，但要大上十亿倍。”

该小组利用智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（或称ALMA），追踪从恒星表面喷射出来的物质中的各种分子。虽然一些观察仍在进行中，但已经获得了氧化硫、二氧化硫、氧化硅、氧化磷和氯化钠的初步地图。从这些数据中，该小组构建了一个VY CMa的全球分子外流结构的图像，其尺度包括了从该恒星喷射出的所有物质。

Singh说：“分子在包络层中追踪弧线，这告诉我们分子和尘埃混合得很好。分子在无线电波段的发射的好处是，它们为我们提供了速度信息，而尘埃的发射则是静态的。”

通过将ALMA的48个无线电天线移动到不同的配置中，研究人员能够获得关于分子的方向和速度的信息，并相当详细地描绘出它们在超巨星包膜的不同区域，甚至将它们与不同时期的质量喷射事件联系起来。

Singh表示，处理这些数据需要在计算能力方面进行一些重任。他说：“到目前为止，我们已经处理了来自ALMA的几乎一兆字节的数据，而且我们仍然收到我们必须通过的数据，以获得可能的最佳分辨率。仅仅是校准和清理数据就需要多达2万次的迭代，每个分子需要一两天的时间。”

“通过这些观测，我们现在可以把这些放在天空的地图上，”Ziurys说。“到目前为止，只有这个巨大结构的一小部分被研究过，但是除非你看整个区域，否则你无法理解质量损失和这些大恒星是如何死亡的。这就是为什么我们想创建一个完整的图像。”

在美国国家科学基金会的资助下，该团队计划在一系列论文中发表其研究结果。