猎户座星云有个说不通的年龄差，三体合并能解释吗

猎户座星云是肉眼就能看见的天体，离地球大约 1400光年 ，是离我们最近的大质量恒星形成区。1990年哈勃空间望远镜升空后，天文学家把它列进了最想观测的目标清单。等哈勃修好了那面有缺陷的镜子，它对准猎户座，看到了一批拖着尾巴的暗色天体。 这些带尾巴的东西此前也有人见过，但没看得这么清楚。1993年的一篇论文判定它们是原行星盘，并造了一个词——proplyd。麻烦也正出在这些尾巴上。 说人话就是：盘里的物质正被附近一颗超级亮的恒星吹走，气流拖出一条尾巴。可问题来了——按恒星年龄算，这些盘早该被吹干净了，它们却还在。这就是猎户座星云里那个让人挠头的悖论：盘和它外围的气体壳，看起来比恒星本身年轻太多。 《天文学与天体物理学》上的一项新研究给出了一个解释。论文第一作者是荷兰莱顿大学的天文学家 Maite Wilhelm 。作者在文中写道，猎户座星云团（ONC）的恒星年龄与其原行星盘的快速外部光致蒸发之间，长期存在一种紧张关系。 研究盯上的是猎户座最重的那颗星： θ¹ Ori C1 。它也是著名四边形星团里质量最大的成员，这个星团由猎户座心脏位置的四颗星主导。它的强辐射正在剥掉周围原行星盘的物质，被剥离的物质流出去，就成了尾巴的形状。 但已经剥掉的量，和这颗星以及其他恒星的年龄对不上。这些恒星大约 100万年 ，照理说物质早该被剥光了。 还有第二道谜题。作者写道，猎户座星云的壳层近来也被发现，其动力学年龄比其中的恒星更年轻。壳层的膨胀速度测出来约为 13 km/s ，半径约 2.5 pc ，据此推算年龄只有约 30万年 。而壳层的膨胀主要由星云团里大质量恒星的星风驱动，于是又卡住了。 作者的原话是：两个由星云团大质量恒星驱动的过程，其动力学年龄看起来都比推断出的恒星年龄更年轻，这很引人注目。 此前有研究者提出过别的解释：也许这里存在年龄不同的恒星族群，由大质量恒星的抛射打乱并触发了不同轮次的恒星形成。但这个说法没能站住脚。 新研究提出的方案是：一次恒星合并。作者设想，星云团里质量最大的 θ¹ Ori C1 ，是由两颗双星合并而成的。它现在有一位双星伴星 θ¹ Ori C2 ，按作者的说法，正是这位伴星的存在触发了θ¹ Ori C1与另一位伴星之间的合并。 合并造就了我们今天看到的这颗星：一颗炽热的O型星，主序星里质量最大的一类，质量超过 33个太阳质量 ，它的紫外辐射提供了猎户座的大部分照明。 研究团队用模拟检验了这个设想，显示合并情景是说得通的。合并之前，这些恒星发出的辐射弱得多，原行星盘更能扛住；也就是说，尘埃盘在恒星生命的大部分时间里都存活了下来。合并之后，θ¹ Ori C1倾泻而出的辐射改变了局面。 作者解释，这次合并发生在最后一轮恒星形成与今天之间，导致光度上升，带来更强的外部光致蒸发，也加速了壳层的膨胀。 但光靠合并还解释不了壳层为何显得比恒星年轻。作者写道，所需的星风光度增幅，会超过一次简单合并所能解释的范围。气体壳层的快速膨胀还需要另一个因素。 研究者认为，蒸发盘产生的较冷气体起了作用。它与膨胀壳层内部更热的气体混合，可能提供了壳层膨胀所需的额外推力。 这套思路还顺带解释了两个怪现象：θ¹ Ori C1的磁场是倾斜的，氮含量也偏高，两者都能用合并来说明。 共同作者 Simon Portegies Zwart 在一份新闻稿中说，这是第一次在我们自己的宇宙邻域里目睹一次重大恒星碰撞的后果；这也表明恒星碰撞可能比我们此前以为的常见得多，而且能产生深远影响。 第一作者Wilhelm则表示，他们的想法说明，三合星系统里的细微效应，可能对恒星形成的环境产生重大影响，甚至可能影响仍在成形中的行星。 作者在结论中写道，他们提出了一种新情景，可以同时帮助解释猎户座星云团的原行星盘寿命问题和猎户座星云壳层的寿命问题；这一情景涉及一个双星系统合并成今天的大质量恒星θ¹ Ori C1，而合并由现今的伴星θ¹ Ori C2所诱导的vZLK振荡促成。 换句话说，猎户座那团我们抬头就能看见的模糊光斑里，可能藏着一场恒星级别的车祸现场。至于这场合并的确切剧本，还得靠更多观测去核对。 特别