達特茅斯學院的一位教授對兩顆垂死恒星碰撞爆炸后果的圖像可以幫助科學家更好地了解這種罕見的天文事件，并可能最終證實近850年前觀測到的一顆明亮但短暫的恒星的身份。

物理學和天文學教授羅伯特·費森(Robert Fesen)拍攝了望遠鏡圖像，根據他在1月12日舉行的第241屆美國天文學會會議上宣布的調查結果，這些圖像顯示了煙花般的細絲從一顆名為Pa 30的物體中心一顆非常不尋常的恒星輻射而來。Fesen是一篇論文的主要作者，該論文報告了已提交給The Astrophysical Journal Letters出版的研究結果。

Pa 30是發(fā)光氣體，塵埃和其他被稱為星云的物質的密集區(qū)域。費森和他的合著者報告說，Pa 30似乎幾乎不含氫和氦，而是富含硫和氬元素。

費森說，星云不尋常的結構和特征與被稱為白矮星的末期恒星之間碰撞的預測結果相匹配。白矮星是微弱的，密度極高的恒星，大小與地球相當，包含太陽的質量。費森說，兩顆白矮星的合并是對超新星或恒星爆炸的一個亞類的一種解釋，稱為Iax事件，其中恒星沒有被完全摧毀。

“我從未見過任何物體 - 當然銀河系中沒有超新星遺跡 - 看起來像這樣，我的任何同事也沒有，”費森說。“這種殘余物將使天文學家能夠研究一種特別有趣的超新星類型，到目前為止，他們只能從遙遠星系的理論模型和例子中研究。

研究人員報告說，Pa 30的大小和膨脹的速度(每小時約240萬英里)表明爆炸性碰撞發(fā)生在1181年左右。這與當時中國和日本天文學家的觀測結果相吻合，一顆非常明亮的恒星突然出現在仙后座，并且在緩慢褪色時可見約六個月。這些轉瞬即逝的明星被稱為“客串明星”。

費森拍攝的星云結構和光度圖像不僅提供了對其年齡的最準確估計，而且還可以讓天文學家改進現有的白矮星合并模型。Pa 30是由合著者和業(yè)余天文學家Dana Patchick于2013年發(fā)現的，但到目前為止，星云的圖像只顯示了一個極其微弱和彌漫的物體，Fesen說。

“我們更深的圖像顯示Pa 30不僅美麗，而且現在我們可以看到星云的真實結構，我們可以研究它的化學組成以及中心恒星如何產生其非凡的外觀，然后將這些特性與罕見白矮星合并的特定模型的預測進行比較，”費森說。

費森于 2022 年底使用達特茅斯大學擁有并與其他四所大學運營的 MDM 天文臺的 2.4 米希爾特納望遠鏡拍攝了 Pa 30 的圖像，該天文臺毗鄰亞利桑那州基特峰國家天文臺。費森為望遠鏡配備了對硫的特定發(fā)射線敏感的光學濾光片。他在非常晴朗的天空下進行了三次2000秒的曝光，并獲得了有關星云結構，大小和速度的其他數據。

費森及其合著者的研究建立在俄羅斯研究人員2019年發(fā)表的工作基礎上，他們在Pa 30的死中心附近發(fā)現了一顆極其不尋常的恒星。這顆恒星表現出幾個特性，表明兩顆白矮星相撞，它的表面溫度接近40萬華氏度，流出的風速驚人，約為每小時3500萬英里。

2021年，香港大學的天文學家重新審視了俄羅斯團隊的結果，報告說Pa 30大約有1000年的歷史，與1181年記錄的客星幾乎處于同一天空位置。這些研究人員提出，Pa 30是近一千年前照亮夜空的白矮星碰撞的后果，盡管他們對年齡的誤差幅度是300年。

“我們的新觀測結果對該物體施加了更嚴格的限制，因為它的膨脹年齡約為850年，非常適合成為1181顆客星的遺骸，”費森說。對于古代天文學家來說，這顆新恒星幾乎與從地球上看天空中第五亮的恒星織女星一樣亮，甚至更亮。

“客串明星足夠明亮，以至于中國的三個獨立小組在幾天內觀察到了它，在日本也看到了它，”費森說。“像織女星這樣明亮的新星會非常引人注目。對古人來說，他們的電視機就是天空，所以他們很容易注意到，并且肯定會記錄天空中突然出現的一顆明亮的新星。

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