想象一下，有一場“慢動作煙花”從170年前就開始在空中綻開，直到如今仍然在繼續(xù)向外擴(kuò)張，當(dāng)然，這種類型的煙花并不會射進(jìn)地球大氣層，而是由一顆質(zhì)量極大的恒星爆發(fā)射入太空中的。

這顆超大質(zhì)量恒星（super-massive star）名為“海山二”（Eta Carinae，又名船底座η），是迄今為止已知的雙星系統(tǒng)（double-star system）中最大的恒星，距離我們7500光年之遠(yuǎn)。美國航空航天局（NASA）哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（Hubble Space Telescope）拍下了一張新圖片（其中包括了人眼不可見的紫外線），圖片中這顆巨大恒星發(fā)出了紅、白、藍(lán)三種顏色的高溫氣體，視覺上壯麗又旖旎，仿若花朵般綻放的煙火。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝下了這顆碩大無朋、驚艷四座的恒星海山二，它綻開“花火”的圖像正給我們帶來一系列新的驚喜。包括哈勃望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)，已經(jīng)有許多望遠(yuǎn)鏡對這顆超大質(zhì)量恒星進(jìn)行了監(jiān)測，時(shí)間跨度長達(dá)二十多年。這顆恒星是已知雙星系統(tǒng)中最大的成員，一直以來都是個(gè)暴脾氣，一直容易突然“暴走”。例如，19世紀(jì)40年代就有過一次爆發(fā)事件，期間爆炸噴射出的氣體和塵埃形成了如圖所示的兩極“氣泡”。而現(xiàn)在，哈勃望遠(yuǎn)鏡的第三代廣域照相機(jī)在紫外線下對爆炸形成的星云進(jìn)行了探測，天文學(xué)家進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了高溫氣體（圖中藍(lán)色部分）中嵌入的鎂光，在之前的探測中則并沒有發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。爆炸塵埃形成了兩極氣泡，外部沖擊加熱則帶來了富含氮?dú)獾耐鈬z狀物（圖中紅色部分），在這兩者之間，就存在發(fā)光的鎂。在兩極氣泡左下葉外側(cè)的藍(lán)色區(qū)域中，有一些非常顯眼的可見的光帶，當(dāng)恒星自身的光線刺破塵埃團(tuán)塊形成的氣泡表面時(shí)，就會發(fā)生散射形成這些光帶。無論紫外線照射到密集灰塵上的何處，它都會留下一個(gè)細(xì)長的陰影，從塵埃氣泡一直延伸到外圍的氣體之中。海山二距離我們有7500光年之遠(yuǎn)。

版權(quán)：NASA、歐洲空間局（ESA）、內(nèi)森?史密斯（亞利桑那大學(xué)）以及喬恩?莫爾斯（勇往直前研究所）

海山二的爆發(fā)形成了一對啞鈴般的兩極團(tuán)狀物，由海山二噴射出的塵埃、氣體和其他絲狀物構(gòu)成。早期的時(shí)候，這顆恒星的質(zhì)量可能超過了150倍的太陽質(zhì)量。幾十年來，天文學(xué)家一直在猜測，這顆超大質(zhì)量恒星或許正處于完全毀滅的邊緣。

這場太空“煙花”的爆發(fā)從19世紀(jì)40年代就開始了，海山二在那時(shí)經(jīng)歷了一場極為動蕩的“大爆發(fā)”（Great Eruption），讓它二十多年來一直都是第二亮的星，在1844年的時(shí)候，它的亮度達(dá)到了頂峰，僅次于天狼星（Sirius，也叫做大犬座 α 星），而天狼星距離地球比海山二近了上千倍，以至于有一段時(shí)間南海的航海員將它作為重要導(dǎo)航星。

然而，自那次大爆發(fā)以來，這顆恒星已經(jīng)漸漸褪去了原有的光輝，如今我們用肉眼幾乎看不到它了。但這場大型“煙花表演”還沒有結(jié)束，因?yàn)楹Ｉ蕉€是在毀滅的邊緣存活了下來。在過去的25年里，天文學(xué)家?guī)缀跤帽M了哈勃望遠(yuǎn)鏡上所有的探測儀器，來研究這顆鬧騰的恒星。

19世紀(jì)中葉，航行在南部海域的水手們的夜間駕駛?cè)看鬃–arina）中一顆璀璨的明星來指引方向。這顆名為海山二的恒星在十多年來一直都是天空中第二亮的恒星。當(dāng)時(shí)的那些水手們大概很難想象，到了19世紀(jì)60年代中期，這顆耀眼的星體就變得肉眼不再可見了：在一場名為“大爆發(fā)”的猛烈爆炸中，海山二籠罩在了一團(tuán)密集的塵埃之中。

視頻來源：NASA戈達(dá)德航天中心（Goddard Space Flight Center）

哈勃望遠(yuǎn)鏡的第三代廣域照相機(jī)（Wide Field Camera 3，WFC3）拍出了紫外光下嵌入高溫氣體中的鎂光（圖中以藍(lán)色顯示），這一新的發(fā)現(xiàn)令天文學(xué)家非常驚訝，在以往拍攝的圖片中從未出現(xiàn)過。

科學(xué)家早就知道的是，19世紀(jì)40年代“大爆發(fā)”后，外層被噴射出的物質(zhì)墜入了這顆注定要走向毀滅的恒星之前拋射出的物質(zhì)中，之后又被激波加熱。研究團(tuán)隊(duì)曾預(yù)計(jì)，在新拍攝的圖像中能在結(jié)構(gòu)同樣復(fù)雜的絲狀陣列里發(fā)現(xiàn)來自鎂元素的光，也就是發(fā)光氮（圖中以紅色顯示）中的那些絲狀陣列。但出乎意料的是，在噴射出的兩極氣泡與外部沖擊加熱形成的富氮絲狀物之間，發(fā)現(xiàn)了一種全新的發(fā)光鎂結(jié)構(gòu)。

“我們發(fā)現(xiàn)了‘大爆發(fā)’期間噴射出的大量高溫氣體，但這些氣體目前還沒與海山二周圍的其他物質(zhì)發(fā)生碰撞，” 哈勃計(jì)劃的調(diào)查員內(nèi)森?史密斯（Nathan Smith）解釋說，“大部分的物質(zhì)噴發(fā)都位于我們一開始預(yù)計(jì)會是空腔的地方。這種意料之外的物質(zhì)噴發(fā)速度極快，并且就一場總能量已經(jīng)很高的恒星爆炸來說，它的速度又有了進(jìn)一步提升?！?史密斯來自亞利桑那州圖森的亞利桑那大學(xué)（University of Arizona）斯特爾德天文臺（Steward Observatory）。

在這一次的圖片中，新發(fā)現(xiàn)的氣體對于了解“大爆發(fā)”的形成至關(guān)重要，因?yàn)樗砹丝赡鼙缓Ｉ蕉娚涑龅目焖?、高能的物質(zhì)，在啞鈴狀的兩極氣泡形成之前不久這些物質(zhì)就被星體驅(qū)逐了出來。天文學(xué)家還需要進(jìn)行更多的觀測，以準(zhǔn)確測量這些氣體和塵埃的移動速度和噴射時(shí)間。

在兩極氣泡左下葉的外側(cè)，有一片藍(lán)色的區(qū)域，其中的可見光帶在圖像中非常顯眼。當(dāng)恒星自身的光線刺破塵埃團(tuán)塊形成的氣泡表面時(shí)，就會發(fā)生散射形成這些光帶。無論紫外線照射到密集灰塵上的何處，它都會留下一個(gè)細(xì)長的陰影，從塵埃氣泡一直延伸到外圍的氣體之中。紐約勇往直前研究所（BoldlyGo Institute）的團(tuán)隊(duì)成員喬恩?莫爾斯（Jon Morse）指出：“這種光與影的交織讓人聯(lián)想起陽光照射到云層邊緣時(shí)我們在大氣中看到的陽光光束，盡管海山二產(chǎn)生這種光的物理機(jī)制并不相同。”

研究人員表示，這種在紫外線下尋找高溫氣體的技術(shù)也可用于研究其他的恒星和氣態(tài)星云。

“幾十年來，我們一直都在借助哈勃望遠(yuǎn)鏡研究可見光和紅外光下的海山二，記錄它動蕩的爆發(fā)期噴射出的氣體和塵埃，也一直認(rèn)為我們的相關(guān)記錄已經(jīng)相當(dāng)全面。但是，這次紫外光下拍攝的新圖像看起來與以往大不相同，相比此前可見光和紅外光下的圖像，在沒有發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的地方顯現(xiàn)了意料之外的氣體?！笔访芩拐f道，“像原恒星（protostar）和其他瀕臨毀滅的垂死恒星，它們也能噴射出各種氣體和塵埃，其中也可能隱藏了迄今我們沒能觀察到的氣體，而這次在紫外光下發(fā)現(xiàn)的鎂光射出就能揭示這些氣體的存在，這一點(diǎn)著實(shí)令人振奮?，F(xiàn)在只有哈勃望遠(yuǎn)鏡能拍到這些照片?！?/p>

海山二有著悠久的動蕩歷史，極其容易發(fā)生七顛八倒的爆炸噴發(fā)，像星際中的間歇噴泉一樣將自己的部分物質(zhì)噴射到太空之中。這顆怪物般的恒星為什么會有如此奇異的行為呢？其中一個(gè)解釋是，當(dāng)三顆恒星被束縛在一個(gè)重力系統(tǒng)中時(shí)，彼此之間的相互作用可能會引起這種動亂，在這種情況下，三顆恒星中最大的那顆會吞噬掉另一顆恒星，進(jìn)而引爆了19世紀(jì)中期的大規(guī)模爆發(fā)事件。

最終，海山二將經(jīng)歷超新星爆發(fā)（supernova explosion），這場驚世駭俗的星際煙花表演也將走向盡頭。或許，毀滅性的結(jié)局已然發(fā)生，只是漫天華彩最后階段的“光噴泉”還沒來得及到達(dá)地球。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡是NASA和歐洲空間局（European Space Agency，ESA）的國際合作項(xiàng)目，望遠(yuǎn)鏡的使用與維護(hù)由NASA位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德航天中心負(fù)責(zé)管理，望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)運(yùn)作位于馬里蘭州巴爾的摩的空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所（Space Telescope Science Institute，STScI）負(fù)責(zé)，STScI由華盛頓特區(qū)大學(xué)天文研究協(xié)會（Association of Universities for Research in Astronomy）為NASA負(fù)責(zé)。

參考：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-captures-the-galaxys-biggest-ongoing-stellar-fireworks-show/