獨一無二三體打太極——韋布望遠鏡最新發現

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作者： Keith Cooper

翻譯：鐘藝

校對：呂梓欣

美工：邱和琴

https://www.space.com/astronomy/james-webb-space-telescope/james-webb-space-telescope-captures-one-of-a-kind-triple-star-system-that-looks-like-a-cosmic-embryo-image

這是一個獨一無二的恒星系統，有著極其罕見的公轉周期。

圖片來源：NASA/ESA/CSA/STScI；科學內容：韓一諾（加州理工學院）/Ryan White（麥考瑞大學）；圖像處理：Alyssa Pagan（STScI）。

詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST）拍攝的新圖像捕捉到了圍繞著一個強大的三星系統旋轉的一系列塵埃螺旋，該系統包含兩顆銀河系中極為罕見的沃爾夫-拉葉星。

這個三重星系被稱為“阿佩普”，源自埃及神話中代表混沌的神祇，并象征著宇宙的混沌。在詹姆斯·韋布太空望遠鏡拍攝的新中紅外圖像中，它展現出一副尤為壯觀的姿態，看起來就像一個巨大的太極圖。阿佩普中的兩顆恒星是沃爾夫-拉葉星，這類恒星體積巨大且溫度極高，其生命狀態近乎不穩定，強大的恒星風會從它們身上帶走大量物質，從而暴露出現富含氦、氮和碳的內部結構。整個銀河系中還有超過1000億顆其他恒星，而已知的沃爾夫-拉葉星僅有約1000顆。

恒星風（帶電粒子流）帶走的物質會形成一個星云。當一顆沃爾夫-拉葉星存在于一個與另一顆恒星的雙星系統中時，兩顆恒星之間的引力相互作用會塑造這個星云的形狀。然而，阿佩普卻是我們所知的星系中獨一無二的，因為它擁有兩顆相互環繞的沃爾夫-拉葉星，它們在一個190年的軌道周期內圍繞著彼此運轉。在最接近的時候，它們的恒星風會相互碰撞，產生富含碳的密集塵埃，在每個25年時間里形成一個螺旋形狀。然后，每個螺旋都會開始向外擴張的旅程。

澳大利亞悉尼麥考瑞大學的博士生瑞恩·懷特在一份聲明中表示：“這是一個獨一無二的系統，其軌道周期極為罕見。對于帶有塵埃的沃爾夫-拉葉雙星來說，下一個最長的軌道周期約為30年。大多數此類雙星的軌道周期在2至10年之間。”

2018年，歐洲南方天文臺位于智利的甚大望遠鏡在可見光下發現了阿佩普星系。當時僅能看到最明亮、最內側的旋臂，但據推測，還存在更多的旋臂。詹姆斯·韋布太空望遠鏡的中紅外儀器（MIRI）現已捕捉到了這些旋臂，它們相互嵌套，代表著過去約700年里這顆恒星的四次近距離接近。最外側的旋臂是最黯淡的，位于詹姆斯·韋布望遠鏡視野的邊緣。

“韋布望遠鏡的新觀測結果就像是打開了一間黑屋子里的燈——所有東西都清晰可見了。”位于帕薩迪納的加州理工學院的韓一諾說道，他是描述這些觀測結果的一篇論文的一作，而懷特則是另一篇論文的一作。“在韋布的圖像中到處都是塵埃，而這臺望遠鏡表明，其中大部分塵埃是以重復且可預測的結構形式散落下來的。”

懷特的研究通過將詹姆斯·韋布太空望遠鏡的數據與甚大望遠鏡八年來所進行的觀測結果相結合，進一步細化阿佩普星系的軌道。這些觀測數據描繪了最內層塵埃殼的膨脹情況。

值得注意的是，這些圖像顯示了星系中存在第三顆恒星，其質量甚至比那兩顆沃爾夫-拉葉星還要大。在甚大望遠鏡和詹姆斯·韋布太空望遠鏡拍攝的圖像中，這三顆恒星組成的系統是無法分辨的，看起來就像是一顆距離阿佩普大約8000光年的恒星，不過它們的確切距離仍是一個未解之謎。

一張展示阿佩普星云塵埃殼大小以及由第三顆恒星形成的空洞的錐形形狀的圖像。（圖片來源：NASA/ESA/CSA/STScI；科學內容：韓一諾（加州理工學院）/Ryan White（麥考瑞大學）；圖像處理：Alyssa Pagan（STScI）。）

雖然沃爾夫-拉葉星的質量在我們太陽質量的10到20倍之間，但它們的第三個伴星卻是一顆超巨星，質量為太陽的40到50倍。它的存在是通過它與沃爾夫-拉葉星的恒星風和塵埃相互作用的方式確定的，這種作用會在不斷膨脹且呈螺旋狀的星云中留下一個空洞。在詹姆斯·韋布太空望遠鏡的圖像中，這個空洞在10點和2點的位置之間最為明顯。

懷特說：“每個殼內的凹槽大致都在同一位置，看起來就像一個漏斗。”

這三顆恒星都將以超新星的形式爆發，其中兩顆沃爾夫-拉葉型恒星可能會以伽馬射線暴的形式爆炸，留下相當于恒星質量的黑洞。而這些黑洞周圍將環繞著一顆更巨大的超巨星爆炸后所留下的中子星。

責任編輯：DAIKIN

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圖片來源：Xinran Li 和 Houbo Zhao

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