独一无二三体打太极——韦布望远镜最新发现

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作者： Keith Cooper

翻译：钟艺

校对：吕梓欣

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

这是一个独一无二的恒星系统，有着极其罕见的公转周期。

图片来源：NASA/ESA/CSA/STScI；科学内容：韩一诺（加州理工学院）/Ryan White（麦考瑞大学）；图像处理：Alyssa Pagan（STScI）。

詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）拍摄的新图像捕捉到了围绕着一个强大的三星系统旋转的一系列尘埃螺旋，该系统包含两颗银河系中极为罕见的沃尔夫-拉叶星。

这个三重星系被称为“阿佩普”，源自埃及神话中代表混沌的神祇，并象征着宇宙的混沌。在詹姆斯·韦布太空望远镜拍摄的新中红外图像中，它展现出一副尤为壮观的姿态，看起来就像一个巨大的太极图。阿佩普中的两颗恒星是沃尔夫-拉叶星，这类恒星体积巨大且温度极高，其生命状态近乎不稳定，强大的恒星风会从它们身上带走大量物质，从而暴露出现富含氦、氮和碳的内部结构。整个银河系中还有超过1000亿颗其他恒星，而已知的沃尔夫-拉叶星仅有约1000颗。

恒星风（带电粒子流）带走的物质会形成一个星云。当一颗沃尔夫-拉叶星存在于一个与另一颗恒星的双星系统中时，两颗恒星之间的引力相互作用会塑造这个星云的形状。然而，阿佩普却是我们所知的星系中独一无二的，因为它拥有两颗相互环绕的沃尔夫-拉叶星，它们在一个190年的轨道周期内围绕着彼此运转。在最接近的时候，它们的恒星风会相互碰撞，产生富含碳的密集尘埃，在每个25年时间里形成一个螺旋形状。然后，每个螺旋都会开始向外扩张的旅程。

澳大利亚悉尼麦考瑞大学的博士生瑞恩·怀特在一份声明中表示：“这是一个独一无二的系统，其轨道周期极为罕见。对于带有尘埃的沃尔夫-拉叶双星来说，下一个最长的轨道周期约为30年。大多数此类双星的轨道周期在2至10年之间。”

2018年，欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜在可见光下发现了阿佩普星系。当时仅能看到最明亮、最内侧的旋臂，但据推测，还存在更多的旋臂。詹姆斯·韦布太空望远镜的中红外仪器（MIRI）现已捕捉到了这些旋臂，它们相互嵌套，代表着过去约700年里这颗恒星的四次近距离接近。最外侧的旋臂是最黯淡的，位于詹姆斯·韦布望远镜视野的边缘。

“韦布望远镜的新观测结果就像是打开了一间黑屋子里的灯——所有东西都清晰可见了。”位于帕萨迪纳的加州理工学院的韩一诺说道，他是描述这些观测结果的一篇论文的一作，而怀特则是另一篇论文的一作。“在韦布的图像中到处都是尘埃，而这台望远镜表明，其中大部分尘埃是以重复且可预测的结构形式散落下来的。”

怀特的研究通过将詹姆斯·韦布太空望远镜的数据与甚大望远镜八年来所进行的观测结果相结合，进一步细化阿佩普星系的轨道。这些观测数据描绘了最内层尘埃壳的膨胀情况。

值得注意的是，这些图像显示了星系中存在第三颗恒星，其质量甚至比那两颗沃尔夫-拉叶星还要大。在甚大望远镜和詹姆斯·韦布太空望远镜拍摄的图像中，这三颗恒星组成的系统是无法分辨的，看起来就像是一颗距离阿佩普大约8000光年的恒星，不过它们的确切距离仍是一个未解之谜。

一张展示阿佩普星云尘埃壳大小以及由第三颗恒星形成的空洞的锥形形状的图像。（图片来源：NASA/ESA/CSA/STScI；科学内容：韩一诺（加州理工学院）/Ryan White（麦考瑞大学）；图像处理：Alyssa Pagan（STScI）。）

虽然沃尔夫-拉叶星的质量在我们太阳质量的10到20倍之间，但它们的第三个伴星却是一颗超巨星，质量为太阳的40到50倍。它的存在是通过它与沃尔夫-拉叶星的恒星风和尘埃相互作用的方式确定的，这种作用会在不断膨胀且呈螺旋状的星云中留下一个空洞。在詹姆斯·韦布太空望远镜的图像中，这个空洞在10点和2点的位置之间最为明显。

怀特说：“每个壳内的凹槽大致都在同一位置，看起来就像一个漏斗。”

这三颗恒星都将以超新星的形式爆发，其中两颗沃尔夫-拉叶型恒星可能会以伽马射线暴的形式爆炸，留下相当于恒星质量的黑洞。而这些黑洞周围将环绕着一颗更巨大的超巨星爆炸后所留下的中子星。

责任编辑：DAIKIN

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图片来源：Xinran Li 和 Houbo Zhao

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