天文学家认为这颗恒星只是“闪烁”,现实则要暴力得多

天文学家认为这颗恒星只是“闪烁”,现实则要暴力得多

左侧面板:彩色合成图像,使用W4(22微米)、W3(12微米)和W2(4.6微米)WISE图像,分别显示为红色、绿色和蓝色。这张彩色合成图像的视场(FoV)在V1180 Cas周围约为10′×10′。青色框显示的是TANSPEC的视场角。右侧面板:彩色合成图像由TANSPEC K、H和J波段图像组成,分别显示为红色、绿色和蓝色。青色圆圈显示V1180 Cas的位置,而用于计算偏移以校准仪器星等的参考恒星则用绿色圆圈标出。图片来源:uux.cn/arXiv(2025年)。DOI:10.48550/arxiv.2512.20085

(神秘的地球uux.cn)据今日科学新闻:多年来,仙后座V1180安静地存在于天文学目录中,是一颗年轻的恒星,表现得与同类星类相似。它时隐时现,时暗时亮,遵循天文学家自以为理解的模式。但随着岁月流逝,数据不断积累,这个遥远的物体开始讲述一个更复杂的故事,无法简单归入单一类别。

如今,经过跨越二十多年、细致而深入的研究,天文学家们相信他们已经揭示了这颗神秘恒星的真实本质。结果于12月23日在arXiv预印本服务器发布,显示仙后座V1180是稀有的存在:一个过着双重生活的年轻恒星天体,既受剧烈的进食经历,也有宇宙尘埃的掩护。

慢动作观看一颗明星成长

年轻的恒星天体是处于生命早期阶段的恒星。它们仍在形成,仍在收集物质,常被出生时留下的厚厚气体和尘埃云包裹着。这些环境杂乱且动态,因此年轻恒星往往躁动不安,随着演化变化亮度。

仙后座V1180就是其中一颗恒星,是一个主序前天体,距离约1950光年。早期观测使天文学家将其归类为EXor型天体,这是一颗年轻恒星,以短暂但明显的爆发闻名,这些爆发由物质爆发驱动。但后来的研究开始使这一情况变得复杂。该恒星还表现出UXor型天体的典型行为,其亮度变化并非由进食狂热引起,而是由漂浮的尘埃团块暂时遮挡光线所致。

面对这些相互矛盾的线索,由印度阿里亚巴塔天文台研究所的塔拉克·昌德领导的团队决定全面观察这颗恒星的生活,而不仅仅是快照。他们的方法简单却要求严格:收集所有可靠的观测数据,让恒星自行揭示其模式。

科学家们解释道:“我们将1999年至2025年的多波段光变曲线与30多个时代的光学到近红外光谱(0.5-2.5微米)结合,分析变异模式、色彩行为和发射线诊断。”

二十年的闪烁、消逝与惊喜

当团队梳理出二十多年的观测时,形成了复杂的节奏。仙后座V1180并非随机变亮变暗。相反,它经历了长时间和短暂的亮度下降,每个亮度都有其独特的特色。

早期,衰弱事件显得零星。这些渐变与天文学家预期的相符,当尘埃漂浮在年轻恒星前方,短暂遮挡其视线时。但近年来,低谷开始发生变化。它们变得更加有结构,显示出重复的迹象,仿佛恒星环境中的某些东西正在形成松散但持续的模式。

色彩在理解发生的事情中起到了关键作用。当恒星在可见光下变暗时,颜色变红,这是尘埃更强烈阻挡短波长的明显信号。然而在某些渐变过程中,出现了令人惊讶的蓝化现象,这是UXor型恒星的标志,当直射光被阻挡时,散射光变得更加明显。

在红外线方面,情况又发生了变化。近红外和中红外的颜色持续变红,表明热辐射发生了变化,而非简单的阴影。随着时间推移,中红外亮度缓慢增加,表明环绕恒星的盘结构正在演化,或其内缘逐渐升温。

聆听星辰幽灵般的声音

仅凭亮度无法讲述一颗年轻恒星的完整故事。为了理解其变化的驱动力,天文学家转向光谱学,将恒星光分解为其组成颜色,揭示化学指纹和物理过程。

仙后座V1180的光谱显示氢和钙持续发射线,这些是吸积的明显指标,即周围盘面物质落入恒星的过程。当恒星变亮时,这些氢线增强,直接将光度与恒星的进食活跃程度联系起来。

与这些特征同时,团队还探测到了来自氧和硫的禁发线。这些线出现在低密度区域,通常与物质流出有关,即物质流从恒星盘系统喷射出去。有趣的是,这些禁线在恒星某些较暗的阶段变得更强,暗示遮蔽恒星的过程与推动物质向外的过程之间存在深层联系。

这种相互作用表明,当尘埃进入视线时,它不仅仅是阻挡光线,而是系统更广泛重构的一部分,影响进出。

调光不仅仅是灰尘

随着观测延续到近几年,变暗事件的性质再次发生变化。最新的亮度下降显示出以灭绝为主的行为,但带有一个重要的转折。它们也反映了恒星吸积率的真实下降。

团队发现吸积速率与恒星在可见光谱R波段中的亮度之间存在线性相关性。这一关系支持了一个图像:吸积驱动的变化并非单独作用。相反,它们受到恒星与地球之间尘埃的多少所调节。

换句话说,仙后座V1180并非简单地在觅食和隐藏之间切换。它同时进行两者,两个过程相互影响。

打破常规的恒星

天文学家长期以来一直将年轻恒星分类以理解它们的行为。EXor会经历温和且短暂的吸积爆发。FUors经历了戏剧性且持久的变革。UXor的亮度变化是因为星际尘埃漂浮在我们视野中。但大自然,像往常一样,抗拒被贴上干净的标签。

仙后座V1180似乎属于一个不断壮大的杂交天体群,融合了这些行为。它表现出类似EXor的间歇性吸积迹象,同时也表现出UXor典型的尘埃驱动变异性。其亮度变化、光谱特征和长期演化都表明这是一个多个过程紧密交织的系统。

研究人员总结道:“仙后座V1180表现出一种罕见的UXor和EXor类行为混合体,其中灭绝、吸积和流出过程似乎紧密耦合且具有周期性。”

为什么这位明星的故事如此重要

乍一看,一颗闪烁的年轻恒星的故事似乎与日常琐事相距甚远。但理解像仙后座V1180这样的天体对于理解恒星及其周围常常形成的行星系统是如何形成的至关重要。

年轻的恒星天体是创造的实验室。吸积与流出之间的平衡决定了恒星的生长方式以及周围盘中剩余的物质量。尘埃结构不仅影响我们所见,还影响行星最终形成的位置和方式。通过观察这些元素明显关联的系统,天文学家能够洞察那些通常隐藏或混合在一起的过程。

本研究采取的长期方法也凸显了天文学中耐心的重要性。只有通过观察仙后座V1180数十年,才得以展现其双重性质。更短的研究可能只捕捉到它性格的一面,忽略了更深层的真相。

通过揭示一颗拒绝仅仅是单一身份的年轻恒星,这项研究提醒我们,宇宙往往是缓慢讲述其最重要的故事。通过跨越岁月和频率的细致倾听,科学家们不仅能理解恒星如何发光,还能理解它们如何生长、变化,并塑造未来可能环绕它们的世界。

更多信息:Tarak Chand 等人,揭示 V1180 Cas 的双重性质:十年间类似 UXor 的低沉与类似 EXor 的爆发,arXiv(2025)。DOI:10.48550/arxiv.2512.20085




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