在浩瀚星空中,絕大多數(shù)恒星的變化都緩慢得難以察覺,但有一顆特殊恒星,其演化過程被人類完整記錄了130年。最新研究顯示,這顆位于兔座、距離地球約2000光年的恒星正經(jīng)歷劇烈變化——其核心溫度在130年間飆升3000攝氏度,相當(dāng)于每40年升溫近千度。這一發(fā)現(xiàn)不僅刷新了觀測(cè)紀(jì)錄,更與現(xiàn)有理論模型存在顯著差異,或?qū)⒏膶懭祟悓?duì)恒星死亡機(jī)制的理解。
這顆被持續(xù)追蹤的恒星正是行星狀星云IC 418的核心天體,因其環(huán)狀結(jié)構(gòu)酷似螺旋圖案,又被天文學(xué)家稱為"螺旋圖星云"。2025年8月,曼徹斯特大學(xué)與香港大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在權(quán)威期刊公布了突破性成果:通過分析跨越三個(gè)世紀(jì)的觀測(cè)數(shù)據(jù),他們首次捕捉到恒星演化中的"極速升溫"現(xiàn)象。研究顯示,該恒星原本質(zhì)量約為太陽的1.25至1.55倍,最終將坍縮為質(zhì)量?jī)H0.56至0.58倍太陽的白矮星。
這顆恒星的觀測(cè)史堪稱傳奇。1891年3月,蘇格蘭女性威廉敏娜·弗萊明在哈佛天文臺(tái)的玻璃底片上首次發(fā)現(xiàn)了IC 418。這位從女仆轉(zhuǎn)型為天文學(xué)家的先驅(qū)者,在職業(yè)生涯中發(fā)現(xiàn)了59個(gè)星云,并建立了恒星分類系統(tǒng)。兩年后,威廉·坎貝爾通過光譜分析確認(rèn)了該星云的存在,自此開啟了人類對(duì)這顆恒星的持續(xù)追蹤。從早期的目視觀測(cè)、玻璃底片攝影,到現(xiàn)代的CCD相機(jī)技術(shù),130年的觀測(cè)數(shù)據(jù)完整記錄了其演化軌跡。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),恒星溫度的急劇上升直接導(dǎo)致星云中氧離子光譜強(qiáng)度增強(qiáng)2.5倍。這種光譜變化成為測(cè)量恒星內(nèi)部溫度的精確標(biāo)尺。對(duì)比顯示,太陽完成類似升溫需要1000萬年,而IC 418核心僅用130年就實(shí)現(xiàn)了同等變化。更令人驚訝的是,盡管其升溫速度已創(chuàng)觀測(cè)紀(jì)錄,但仍比理論模型預(yù)測(cè)慢得多,這暗示現(xiàn)有恒星演化理論可能存在重大缺陷。
這顆恒星的演化軌跡為太陽系的未來提供了生動(dòng)預(yù)演。約50億年后,太陽將耗盡核燃料,膨脹為紅巨星后坍縮成白矮星,過程中會(huì)拋射外層物質(zhì)形成行星狀星云。科學(xué)家推測(cè),屆時(shí)水星和金星將被吞噬,地球即使幸存也會(huì)變成高溫荒漠,而外行星將繼續(xù)圍繞新生白矮星運(yùn)行。IC 418富含碳元素的特征表明,比預(yù)期更小質(zhì)量的恒星也能經(jīng)歷碳富集階段,這對(duì)理解宇宙中碳元素的起源具有重要意義——人類身體中的碳原子,很可能就源自這類垂死恒星的最后饋贈(zèng)。
這項(xiàng)研究的最大價(jià)值在于證明了歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)價(jià)值。保存于檔案館的舊玻璃底片與手稿記錄,竟能揭示宇宙深處的奧秘。研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào),沒有130年的連續(xù)觀測(cè),人類永遠(yuǎn)無法直接目睹恒星演化的實(shí)時(shí)過程。IC 418之所以成為理想研究對(duì)象,不僅因其亮度高、結(jié)構(gòu)清晰,更因其處于恰到好處的演化階段——變化足夠劇烈以供觀測(cè),又足夠穩(wěn)定以保證測(cè)量精度。在浩瀚宇宙中,每顆恒星都在書寫?yīng)毺氐纳吩姡祟悓?duì)星空的探索,正隨著技術(shù)進(jìn)步與歷史數(shù)據(jù)的挖掘不斷深入。











