3 颗“恒星”同时消失
上回我們介紹了一顆突然“消失”的恒星(N6946-BH1),說它“突然”是因為僅僅幾個月,它便在可見光波段從我們的視野中徹底消失了。幾個月的時間對于一顆恒星來說,幾乎就是一瞬間,所以天文學家把這種短時間內的亮度變化稱為“瞬變”。對于這種瞬變現象,雖然科學家拿出了“失敗超新星”以及“拋射物質遮擋”等原因做解釋,但是如果 3 顆“恒星”在一小時內同時消失,科學家們又該如何應對呢?
上世紀五十年代,天文學家在對比巡天照片時發現有張照片中的恒星突然少了三顆,更奇怪的是用于對比的兩張照片的拍攝間隔還不到一個小時。
在之后的 71 年里天文學家又進行了多次觀測,包括 2023 年加那利大型望遠鏡的兩次深度曝光,始終未能捕捉到那三個光源。
說實話,如果是一顆恒星不見了還好說,就算是三顆恒星上回我們也說過,但是在這么短的時間里同時“消失”三顆恒星,這著實有點匪夷所思了。
現如今的巡天項目各種各樣,有位于太空的蓋亞望遠鏡,也有基于地面的斯隆巡天。巡天是一種對天空進行拉網式掃描的觀測方式,相當于對天上的每一個光源進行“普查”。雖然費時費力,但是結果十分有用,很多天體和大尺度結構都是在這種巡天項目中發現的。
其中最早的大型巡天項目,應該要數上世紀五十年代由美國國家地理學會資助的帕洛瑪天文臺巡天一期(POSS I)。從 1949 年 11 月 11 日的首張照片,到 1958 年 12 月 10 日完成最后拍攝,將近 10 年的時間里帕洛瑪巡天一共拍攝了將近 2000 組照片。
為記錄天體的顏色信息,當時每次拍攝會先拍一張紅色感光照,再拍一張藍色感光照。某天有人發現其中一組的紅藍照片有點對不上,藍色照片上少了三個光源,而且是非常明亮的光源。從光源特征來看,三個亮點呈現出規則的圓形,這說明它們的位置相對穩定。為什么呢?因為如果它們相對地球運動明顯,那么在照片長時間的曝光過程中這些亮點應該會被拉長變形。
因此我們首先可以排除一些近地物體,比如小行星、隕石,包括飛機等。那它有沒有可能是處于地球靜止軌道上的同步衛星呢?
同步衛星由于和地球自轉保持同步,所以它的位置相對地面觀測者來說是固定的。當它反射太陽光時,其在照片中的亮度確實也和恒星類似。并且一旦它轉過了反射角度,觀測者立馬就看不到了,這種情況確實可以造成類似的瞬變現象。
但是注意,這兩張照片拍攝于 1952 年,而第一顆人造衛星直到 1957 年才發射升空,那個時候一期巡天工作已經基本完成了,所以這些亮點不可能是人造衛星造成的。說到這不禁讓人想到,如今太空中的近地軌道早已遍布各種人造物體,這也使得帕洛瑪巡天的影像資料顯得彌足珍貴。
總的來說,這三個光源在排除了近地可能性后,無論是形狀還是亮度,它們都與附近的恒星十分相似。而且這三個亮點位于的是天鵝座東北區域,距離銀河盤面不到 1 度,幾乎就在銀盤上。而銀河系的恒星大部分都分布在銀盤附近,因此這三個亮點是恒星的可能性還是比較高的。
一顆恒星從宇宙中消失,通常是因為它走到了生命的盡頭。但是我們知道,恒星的演化過程一般是以“億年”為單位,即使是大質量恒星,壽命往往也有千萬年。總之恒星的熄滅對人類來說是個極其漫長的過程。
除非我們看到的星光并不是恒星正常情況下發出的,而是某種爆發。比如一顆河外星系的恒星,距離我們非常遠,原本根本看不到它,但是當它爆炸成超新星時,它的亮度會突然指數級增加。假如這時候正好被相機拍到的話,它就有可能被當成是銀河系內的普通恒星。等之后再拍照片的時候,爆炸已經結束了,所以這顆恒星看起來就像消失了一樣。
但是問題是對于超新星爆發來說,它的變暗過程至少也要持續幾天、甚至幾周。而這兩張照片從拍攝時間可以看出,一張拍攝于 7 月 19 日 8 點 52 分,另一張拍攝于 9 點 48 分,間隔還不到一個小時。更何況這三顆星還是同時“熄火”的,所以可以認為它們的消失肯定不是簡單壽終正寢的原因。
恒星沒死,那會不會是某顆恒星的噴射物把三顆恒星擋住了呢?上回說了,這種程度的遮擋即使把恒星自個兒噴歇菜了也不一定能遮嚴實,更別說三顆恒星了。而且上回說的那種兩顆恒星合并導致的物質拋射,時間上也得個把月,同樣是個漫長的過程。
事到如今,除了噪聲、設備等問題外,還有什么可能性能解釋三個光源同時消失這件事呢?這次我們從邏輯出發,從頭屢一下這個事。
首先,這三個光源同時變暗肯定不是三個獨立事件的巧合。因為就算是單一光源,在這么短的時間里突然消失都是很罕見的事,更別說三個了,更別說它們還是緊挨著。不管怎么想,說它們之間一點關系沒有,論誰都很難相信。所以我們有理由斷定,這三個光源的亮度變化是因為某個共同原因造成的,這點沒問題吧?
既然三個光源之間存在某種協調,那這種協調的最快速度就是光速。而它們從亮到暗這個變化過程發生在大約 50 分鐘內,這意味著這三個光源的實際間隔最大不超過 50 分鐘光程,換算下來大概 6 個天文單位,差不多就是木星到太陽的距離。
然后上下兩個光源在圖像中相距大概 10 弧秒,由此可以推算出這三個光源距離我們最多不超過 2 光年。因為如果超過了 2 光年,那么意味著 10 弧秒的角度間隔就超過了 6 個天文單位,那么光源之間就無法建立因果關系。
綜上可以得出:這三個光源距離地球不到 2 光年,相互間隔在 6 個天文單位之內。可是除太陽外距離我們最近的恒星比鄰星,距離也都超過了 4 光年。所以可以得出結論:這三個光源不可能是三顆恒星。
到這里我們似乎得出了兩個相反的結論:通過天文現象判斷它們很可能是恒星,而根據邏輯推理它又不可能是恒星。如此矛盾的結果,我們該如何是好呢?對此天文學家卻表示:或許兩者都對。
研究人員給出了一種可能性,就是這三個亮點可能來源于同一個光源,它們是由引力透鏡效應造成的三個像,就像著名的“愛因斯坦十字”那樣。
假如背景光源位于銀河系內,那光源可能是顆大質量恒星,然后它到我們的視線上受到了某種引力干擾。可能是某種天體,也可能是某種復雜的質量分布,總之前景質量導致了背景的光源產生了三個引力透鏡的像。之后一旦前景質量的環境發生了變化,引力透鏡的像也就隨之消失了。
假如背景光源不在銀河系內,而是位于河外星系。那么如此高的亮度代表它不是普通的恒星,而更像是某種爆發,比如超新星爆發、中子星合并以及伽馬射線暴等。總之就是說,光源確實是恒星,而引力透鏡的像使得它們看起來確實離我們很近,這就是“兩者都對”的原因。
當然這種引力透鏡的解釋,也僅僅只是猜測,畢竟除了 70 年前的那張照片外再沒有其他照片能夠印證該說法。即便如今有了 JWST 這樣更為先進的設備,但是我們已經無法再次對它們進行觀測。
現實就是這樣,天文上很多現象都是只發生一次的瞬變現象,一旦當時沒把握住,錯過了就錯過了。然而我們的人生又何嘗不是這樣,有些事只有錯過才明白,而有些人一旦錯過就不再。
參考資料:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/National_Geographic_Society_%E2%80%93_Palomar_Observatory_Sky_Survey
[2] https://phys.org/news/2023-10-group-stars-vanishedastronomers.html
[3] https://academic.oup.com/mnras/article/515/1/1380/6607509
[4] https://arxiv.org/abs/2310.09035
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總結
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