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永恒璀璨，亙古不變，這是星空給多數人的印象。但天文學(xué)家在翻閱歷史數據時(shí)，卻發(fā)現三顆星星突然一起消失了。而且直到今天，他們還沒(méi)找到可靠的解釋。

1952 年 7 月 19 日晚，位于美國加利福尼亞州的帕洛瑪天文臺（Palomar Observatory）正如往常一樣，持續拍攝天空。晚上 8:52 左右，望遠鏡捕捉到了三顆聚集在一起的星星，平平無(wú)奇，盡管它們在相機拍攝的圖像中相當明亮。然而，到了晚上 9:45 ，望遠鏡再次拍攝這片天區時(shí)，這三顆星卻不見(jiàn)了蹤影。

兩次觀(guān)測使用的波段不同，傳感器不同，所以圖像有輕微差別。圖片來(lái)源：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 527, Issue 3, January 2024, Pages 6312–6320

根據當年帕洛瑪天文臺的觀(guān)測性能，這三顆星的亮度至少降低到了原來(lái)的百分之一。2023 年，天文學(xué)家用更先進(jìn)的望遠鏡觀(guān)測了這片天區，還是沒(méi)發(fā)現這三顆星。這意味著(zhù)，帕洛瑪天文臺 1952 年 7 月 19 日晚 8:52 觀(guān)測到的 3 顆星，亮度至少降低到了原來(lái)的萬(wàn)分之一?；蛘?，它們完全消失了。

疑點(diǎn)重重

恒星會(huì )爆炸，但通常不會(huì )消失。例如超新星爆炸會(huì )瞬間摧毀一顆恒星，爆發(fā)后它的亮度也會(huì )持續衰減，但是不可能在一天內就直接消失。例如《宋史·天文志》曾記載：“至和元年五月己丑，出天關(guān)東南可數寸，歲余稍沒(méi)?！?1054 年中旬爆發(fā)的天關(guān)客星（SN 1054），直到年末，亮度才有所減弱。

直到今天，我們還能看到由天關(guān)客星產(chǎn)生的蟹狀星云，以及它中心的脈沖星。這些都是超新星爆炸的遺跡，將近一千年后還能被我們觀(guān)測到。但1952 年的三顆星星卻在不到 50 分鐘內一同消失，這很不對勁。

更奇怪的是，這三顆星之間相互距離很近，不到 10 角秒。如果它們是三個(gè)獨立的天體，那么意味著(zhù)它們之間的距離不會(huì )超過(guò) 50 光分（光 50 分鐘走過(guò)的距離），這大約是地球到太陽(yáng)距離的 6 倍（ 6 個(gè)天文單位），與太陽(yáng)和木星的平均距離（ 5.2 個(gè)天文單位）相當。彼此相距最多 50 光分，在我們看來(lái)距離不到 10 角秒，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的幾何換算，這三顆星距離我們最遠不超過(guò) 2 光年——相比之下，距離太陽(yáng)最近的恒星在 4.2 光年之外。在天文上，這個(gè)距離近得難以置信。

問(wèn)題邪門(mén)到這個(gè)地步，自然要考慮一些不靠譜的答案了。有沒(méi)有一種可能，這三個(gè)亮點(diǎn)，根本就不是天上的星星，而是地面上的因素導致的——比如核試驗產(chǎn)生的放射性塵埃。帕洛瑪天文臺距離美國新墨西哥州不遠，那里是第一顆原子彈引爆的地方，也是后續的核試驗場(chǎng)。上世紀 50 年代的照相底片上，也曾出現過(guò)受放射性塵埃導致的亮點(diǎn)，必須考慮地面因素的影響。

帕洛瑪天文臺距離美國新墨西哥州核試驗場(chǎng)不遠。

于是天文學(xué)家分析了這三顆星的輪廓。三顆星中，有一顆距離另外兩顆稍遠，可以和鄰近的正常星對比它們的輪廓。結果發(fā)現，這三顆星的輪廓和正常的星幾乎完全一致，如果是放射性塵埃造成的亮點(diǎn)，不可能造成這樣的結果。如果是飛機、小行星這種移動(dòng)較快的目標，在底片上的輪廓應該是一條直線(xiàn)。基本可以確定，這些亮點(diǎn)，就是望遠鏡正常成像產(chǎn)生的。

白點(diǎn)為消失星的輪廓曲線(xiàn)，白線(xiàn)為正常星的輪廓曲線(xiàn)，可見(jiàn)兩者基本相同。上下兩圖分別為東西方向的輪廓和南北方向的輪廓。圖片來(lái)源：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 527, Issue 3, January 2024, Pages 6312–6320

真的是三個(gè)？

或者，它們根本就不是三顆星。而是一顆星突然消失，只是因為引力透鏡的影響，在我們看來(lái)形成了三顆星的像。引力可以扭曲光線(xiàn)，所以能產(chǎn)生類(lèi)似透鏡的效果。對于最簡(jiǎn)單的引力透鏡——由一個(gè)天體構成——如果引力透鏡恰巧位于地球和目標天體的連線(xiàn)上，那么引力透鏡會(huì )將原本一顆星的像扭曲成一個(gè)環(huán)，這也叫愛(ài)因斯坦環(huán)；如果引力透鏡稍有偏離，那么只會(huì )形成兩個(gè)亮度相近的像。兩個(gè)像中間或許還有一個(gè)像，但是要弱得多。

圖片正中存在一個(gè)引力透鏡（透鏡本體位于圖片正中，未在圖片中標注），引力透鏡背后的點(diǎn)光源（青色圓）從引力透鏡背后橫穿時(shí)，我們只能看到被扭曲的像，也就是白色部分。圖片來(lái)源：wikipedia

如果想要形成三個(gè)亮度相近的像，那么引力透鏡的結構應該非常特殊才對，例如是多個(gè)黑洞，或者是一團不均勻的暗物質(zhì)。同時(shí)，在這個(gè)復雜引力透鏡的影響下，三個(gè)像的光路長(cháng)度相差不能超過(guò) 50 光分，否則我們就不能看到三個(gè)亮點(diǎn)同時(shí)消失了。這個(gè)猜想來(lái)源于《皇家天文學(xué)會(huì )月刊》（MNRAS）上的一篇論文。值得注意的是，論文作者覺(jué)得這個(gè)引力透鏡太過(guò)復雜，只給出了粗略的限制條件，感興趣的讀者可以自己計算這個(gè)引力透鏡的結構，再發(fā)一篇論文。

只有猜測

就算真的存在這么復雜的引力透鏡，最關(guān)鍵的問(wèn)題還沒(méi)有回答——恒星只會(huì )爆炸，不會(huì )突然消失，那這顆星究竟是怎么在一個(gè)小時(shí)內就消失不見(jiàn)的？事實(shí)上，如果實(shí)際消失的星只有一顆，那么我們能找到很多相似的例子。

VASCO項目（Vanishing & Appearing Sources during a Century of Observations，百年觀(guān)測中消失與出現的源）在統計過(guò)去 70 年中，有多少顆星突然消失了。2019 年，他們在《天文學(xué)報》（AJ）上發(fā)表論文，表示大約有100個(gè)源毫無(wú)依據地消失了，根本找不到可靠的解釋。

沒(méi)有靠譜的解釋?zhuān)驼娴闹荒懿铝恕?/span>

難道是快速射電暴（FRB）的光學(xué)對應體？快速射電暴是在射電波段的一種天文現象，能在數毫秒內爆發(fā)出巨大能量。這種毫秒級別的天文現象，對應的光學(xué)現象也確實(shí)有可能持續時(shí)間小于一個(gè)小時(shí)。但是相關(guān)數據不足，我們目前難以驗證這個(gè)猜想。

今年5月，一篇在《物理評論快報》（PRL）上發(fā)表的論文給出了一個(gè)新的可能——這些突然消失的星可能變成了黑洞。研究團隊研究了銀河系邊緣的雙星系統VFTS 243，它由一顆恒星和一個(gè)黑洞組成。

一般認為，其中的黑洞應該是由超新星爆發(fā)產(chǎn)生的，超新星爆炸時(shí)的沖擊會(huì )改變雙星的軌道，使其變成橢圓。但是在VFTS 243中，雙星軌道偏心率僅有0.017，接近正圓，這與傳統的超新星模型不符。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的計算、模擬，研究團隊提出，VFTS 243 中的黑洞可能是由大質(zhì)量恒星直接坍縮形成的。論文指出，恒星死亡時(shí)，如果核心質(zhì)量在10倍太陽(yáng)質(zhì)量以上，就有可能直接坍縮成黑洞。一顆明亮的恒星，就這樣突然消失了。

沒(méi)有超新星爆發(fā)，靜悄悄地突然消失，這或許能回答VASCO項目的疑問(wèn)，也或許是1952年三顆消失星星的答案。

所以，1952年這三顆星究竟是怎么消失的？目前看來(lái)，比較有可能的解釋是，這三顆星其實(shí)只是一顆星，地球觀(guān)測到的三顆星，其實(shí)是由一個(gè)復雜的引力透鏡產(chǎn)生的像。至于那一顆星為什么突然消失？它有可能是FRB的光學(xué)對應體，也有可能是一顆黑洞悄無(wú)聲息地誕生。

但這依然只是猜測，尚沒(méi)有論文驗證。

參考文獻

[1]Beatriz Villarroel et al 2020 AJ 159 8

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab570f

[2]Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 527, Issue 3, January 2024, Pages 6312–6320,

https://academic.oup.com/mnras/article/527/3/6312/7457759

[3]Phys. Rev. Lett. 132, 191403

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.191403

[4]https://www.universetoday.com/163820/in-1952-a-group-of-three-stars-vanished-astronomers-still-cant-find-them/

[5]https://www.iflscience.com/hundreds-of-stars-have-vanished-without-a-trace-a-new-study-could-explain-why-74343

[6]https://zh.wikipedia.org/wiki/SN_1054

[7]http://www.nao.cas.cn/twsdjz/sdjzndhx/sdjzjcl/202103/P020210325380297688434.pdf

[7]https://vascoproject.org

[8]https://science.ku.dk/english/press/news/2024/complete-stellar-collapse-unusual-star-system-proves-that-stars-can-die-quietly/

[9]https://www.iflscience.com/hundreds-of-stars-have-vanished-without-a-trace-where-did-they-go-71397

策劃制作

來(lái)源｜環(huán)球科學(xué)（id:huanqiukexue）

責編丨楊雅萍

審校丨徐來(lái)、林林

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