今年7⽉，NASA的⻙布空间望远镜（JWST）捕捉到了⼀个奇妙的宇宙景象：在两颗恒星周围，⾄少环绕着17个同⼼波纹。这⼀画⾯令天⽂学家困惑，并引发了⼴泛的讨论。有⼈甚⾄猜测这些巨型涟漪可能与外星⽂明有关。双星系统WR140的周围，围绕着⼀层层像环⼀样的尘壳。现在，两篇新发表于《⾃然》和《⾃然-天⽂学》杂志的论⽂解开了这⼀谜题。
天⽂学家证实，这些同⼼环实际上是双星系统WR140中的两颗恒星在发⽣激烈的循环相互作⽤时所产⽣的巨⼤尘壳。
WR140是⼀个位于天鹅座的双星系统，距离地球⼤约5000光年远。夏威夷的凯克天⽂台（光学望远镜）已经对其进⾏了近20年的观测。这个双星系统由⼀颗巨⼤的沃尔夫-拉叶星（WR型星）和⼀颗更⼤的蓝超巨星组成。所有的恒星都会产⽣恒星⻛，但来⾃WR型星的恒星⻛更像是恒星飓⻛，⻛中的碳等元素会凝结成煤烟，它们能维持⾜够⾼的温度，在红外线中发出明亮的光，给了望远镜⼀些可以捕捉的东⻄。
WR140中的两颗超⼤质量恒星之间的引⼒，将它们锁定在⼀个为期8年的轨道周期上。每当这两颗恒星彼此靠近时，它们的恒星⻛就会相遇，压缩⽓体并形成尘埃⽻状物，这些尘埃⽻状物在恒星⻛中像⽓球⼀样膨胀，向远处延伸。如此⼀来，这个双星系统就像⼀个发条装置⼀样，每隔8年，就会产⽣⼀个尘埃环。每⼀次新产⽣的尘埃⽻状物都和前⼀次的⼀样，于是这些尘埃环就形成了像树⽊年轮⼀样的画⾯。
根据⾃2006年以来其他望远镜收集到的数据，研究⼈员创建了⼀个描述了这些尘埃⽻状物的三维⼏何的模型。这个模型可以完美地解释JWST在7⽉捕捉到的奇异的同⼼环。更重要的是，通过⽐较模型和在16年间拍摄到的这两颗恒星的红外图像，研究⼈员还⾸次捕捉到了强烈的星光“撞击”物质并使物质加速的直接证据。
众所周知，光具有动量，它会对物质施加被称为辐射压的推⼒。但是，想要观测由星光引起加速度的过程是⾮常困难的，因为这种⼒会随距离的增加⽽减弱。通常，天⽂学家只通过物质在宇宙中⾼速滑⾏来⻅证这种现象，⽽且很少能直接记录由引⼒以外的⼒引起的加速度，在恒星环境中观测这种现象更是从未有过。若想实现这种观测，物质需要与恒星靠得相当近，或者辐射压的来源需要特别强。
为了获得更清晰的WR140图像，研究⼈员使⽤了⼀种名为⼲涉测量的成像技术。他们发现尘埃的形成并不是像之前认为的那样，随着恒星⻛从恒星中喷射⽽出，然后形成⼀个朦胧的球；事实上，尘埃是在两颗恒星产⽣的恒星⻛发⽣碰撞的附近——在它们之间的⼀个锥形激波波前形成。因为绕轨道运⾏的双星在不断运动，激波波前也在旋转，因此尘埃⽻状物就成了螺旋状。
在没有外⼒的情况下，每个尘埃螺旋应该以恒定的速度膨胀。这也正是让研究⼈员感到很困惑的地⽅，因为他们⽆法让观测结果与模型相符，直到他们最终意识到，眼前看到的是⼀些新的东⻄：数据之所以不符，是因为膨胀速度并不是恒定的，⽽是在加速！⼀旦研究⼈员将星光引起的尘埃加速加⼊到WR140的三维⼏何模型中，模型就能完美地与观测数据相匹配。
这是研究⼈员⾸次⽤相机捕捉到这种加速。能够如此直接地观测到这样的物理效应，是出乎研究⼈员意料之外的惊喜。从这些数据中，我们可以看到WR140的尘埃⽻状物缓缓展开，它就像由尘埃制成的⼀张巨⼤⻛帆。当它捕捉到来⾃恒星的光⼦⻛时，就像捕捉到了⼀阵强⻛的游艇⼀样，突然向前跃进。
随着已经投⼊运⾏的JWST将在未来拍摄到越来越多清晰的画⾯，天⽂学家将有望更多地了解WR140以及与其类似的系统。JWST的惊⼈稳定性和灵敏度，将会为WR物理学的世界打开⼀扇新的窗⼝。