捕捉巨星消亡的瞬间
图片来源：NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team
撰文 | 艾莉森·帕歇尔（Allison Parshall）
翻译 | 赵欢
巨星的生命周期短，很快就会消亡。它仅用几百万年就会耗尽燃料，然后迅速脱落表层物质，转变为一颗超新星剧烈地爆发。最近，韦布空间望远镜（JWST）捕捉到一张罕见的图像，展示了一颗沃尔夫-拉叶星（Wolf-Rayet star，也叫WR星，是一种罕见的恒星）抛射外层物质的壮观景象。照片中，巨星正处于它生命周期最后的消亡阶段。
这颗巨星名为WR 124，体积比太阳大30多倍，但它一直在向太空喷射高温气流，因此物质流失的速度非常快。“我们很早就发现了这颗巨星，”已研究沃尔夫-拉叶星数十年的安东尼·莫法特（Anthony Moffat，未参与最近这项JWST的观测研究）说道，“这是我所知道的最年轻的一颗巨星。”
一旦大质量恒星耗尽所有的氢，便会开始融合氦，形成更重的元素。这些高能的反应会促使恒星风速达到每小时数百万千米，将恒星的外层气体吹向太空。迅速膨胀的气流和尘埃环向外辐射着红外波段的电磁波，使韦布空间望远镜能捕捉到WR 124一些令人惊叹的新的细节信息。
研究人员知道，从沃尔夫-拉叶星脱落的太空尘埃，终将凝聚形成行星，或孕育出新的恒星。但这也引出了一个问题：宇宙中的尘埃似乎比科学家通过编目明显来源所能解释的尘埃更多。美国航空航天局（NASA）韦布空间望远镜项目的科学家安伯·斯特劳恩（Amber Straughn）说道：“当我们的理论与观察结果不符时，在科学界中，这往往暗示着一个有趣的探索方向——我们现在遇到的宇宙尘埃问题就是这样。”这些生动美丽的图像，描绘了一颗即将消亡的恒星最终的命运：形成重元素，并产生大量尘埃。它们可以帮助科学家更好地理解这一恒星演化的基础过程。
总有一天，WR 124会演化成一颗壮观的超新星。而在超新星爆发后，要么会留下一个黑洞，要么会形成一个中子星。目前，物理学家还没有很好的方法准确地预测恒星演化末期的结局。莫法特猜测，这个恒星最终将变成一颗中子星——但我们永远无法确定真实的情况。
本文选自《环球科学》2023年6月刊前沿栏目。
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