科學家發現質量最大恆星 挑戰恆星形成理論

2012-08-09

　　據國外媒體報道，天文學家在著名的蜘蛛星雲超級星團R136發現了迄今最大的恆星，結合歐洲南方天文台的甚大望遠鏡陣列，確認這顆巨型恆星的質量超過太陽質量的300倍，是目前公認的恆星150倍太陽質量上限的兩倍之多。在超級星團R136中，存在著最為極端的恆星世界，科學家將其命名為R136a1，比如此前發現的具有265倍太陽質量的恆星。如此級別的恆星怪物是對當前恆星形成理論的一次挑戰。

　　早在2010年，科學家們就注意到超級星團R136中存在著四個「怪物」恆星，質量達到了300倍太陽質量，儘管這個發現令科學家們難以置信，但它們被確認存在於大麥哲倫星雲附近的超級星團內，這裡也是迄今發現的較為奇怪的宇宙空間。現在，來自於波恩大學的研究人員對巨型恆星的形成有了一個新的解釋，即超級恆星來自於年輕的雙星系統合併事件，這項研究成果刊登在英國皇家天文學會的月刊上。

　　大麥哲倫星雲距離我們大約16萬光年，是距離銀河系最近的衛星星系之一，其中包含著大約100億顆恆星。在大麥哲倫星雲中存在著許多恆星形成區，而R136超級星團則位於蜘蛛星雲中央區域附近，也位於大麥哲倫星雲內，蜘蛛星雲也可稱為劍魚座30複合體，這裡便是四個超大質量恆星所在的宇宙空間。直到2010年科學家才發現了這些巨星恆星的存在，科學家根據以往觀測銀河系以及其他星系時認為恆星的質量上限大約為150倍太陽質量，這個值代表者一個普適性的質量限制，似乎可以應用於無論在何處誕生的恆星。

　　根據波恩大學的教授、本項研究論文的作者之一帕維爾·克羅帕(Pavel Kroupa)介紹：「150倍太陽質量不但是恆星質量理論的上限，而且也適用於目前觀測所發現的恆星形成區，恆星誕生的過程似乎具有普適性。」在超級星團R136中發現的四顆超大質量恆星是位於當前恆星質量上限理論之外的特例，它們的發現意味著劍魚座30複合體是一個非常與眾不同的恆星形成區，存在著與宇宙其他地方截然不同的恆星形成途徑，它們的存在挑戰了宇宙中恆星形成過程理論，而該理論卻是現代天文學的一個基礎前提。

　　波恩大學的科學家小組通過模型推演出類似R136超級星團中恆星相互作用情景，計算機模型重塑了星團中恆星集群的分布，形成了一個超過17萬顆恆星緊密聚集在一起的超級恆星團。通過對超級星團中恆星隨著時間進行演化的模擬，科學家發現在這樣一個非常擁擠的宇宙空間中，兩顆恆星發生碰撞是一個非常常見的事件，核反應過程也可釋放出巨大的能量。

　　一旦超級星團模擬運算結果出來，很明顯超大質量恆星並不再具有神秘感，科學家們很早就發現它們存在於超級星團中的蹤跡，在龐大數量且擁擠的空間環境中，存在著非常多大質量恆星的雙星系統，並且距離非常近，發生相互碰撞頻率也很大，合併後的雙星系統逐漸形成了質量更大的天體，因此在R136超級星團中出現超大質量恆星就不足為奇了。

　　可以想像一下兩個較大質量的恆星相互圍繞著對方，兩者間的強大引力發生拉鋸作用，如果該雙星系統最初的軌道呈現出圓形，那麼它們最後會彼此陷入引力拖拽中，並發生相互碰撞事件，最終形成一個新的更大質量的恆星。雖然其中涉及到的物理過程非常複雜，但是科學家認為這樣的說法仍然具有很強的說服力，可以解釋在蜘蛛星雲內出現的怪物恆星。