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    • 天文学家观测到一种新的双星,这种双星早就被预言存在了

      天文学家观测到一种新的双星,这种双星早就被预言存在了插图

      图片来源:M.Weiss/天体物理学中心 | 哈佛和史密森尼

      天体物理学中心的研究人员| 哈佛和史密森尼观察到了一种长期以来被认为存在的新型双星。这一发现最终证实了宇宙中一种罕见的恒星是如何形成和演化的。

      本月出版的《皇家天文学会月刊》中描述了这一类新恒星,它是由博士后研究员 Kareem El-Badry 使用加利福尼亚州利克天文台的谢恩望远镜和几项天文调查的数据发现的。

      “我们已经观察到了过渡双星新种群的第一个物理证据,”El-Badry 说。“这令人兴奋;这是我们一直在寻找的双星形成模型中缺失的进化环节。”

      一种新型恒星

      当一颗恒星死亡时,它有 97% 的可能性会变成白矮星,这是一种在燃烧完所有燃料后收缩并变暗的小密度物体。

      但在极少数情况下,恒星可能会变成质量极低 (ELM) 的白矮星。这些恒星的质量不到太阳的三分之一,存在一个难题:如果恒星演化计算是正确的,所有 ELM 白矮星的年龄似乎都超过 138 亿年——比宇宙本身的年龄还要老,因此,物理上不可能。

      天体物理学中心理论与计算研究所的成员埃尔巴德里说:“宇宙的年龄还不足以通过正常演化来制造这些恒星。”

      多年来,天文学家得出的结论是,形成 ELM 白矮星的唯一方法是借助双星伴星。来自附近伴星的引力可以很快(至少在不到 13.8B 年的时间内)吞噬一颗恒星,直到它变成一颗榆树白矮星。

      但这张照片的证据并非万无一失。

      天文学家已经观察到像我们的太阳这样的正常大质量恒星吸积到白矮星上——这就是所谓的灾难变星。他们还观察到榆木白矮星与正常的白矮星伴星。然而,他们没有观察到演化的过渡阶段,或两者之间的转变:当恒星失去大部分质量并几乎收缩为 ELM 白矮星时。

      缺失的进化环节

      El-Badry 经常将恒星天文学比作 19 世纪的动物学。

      “你进入丛林并找到一个有机体。你描述它有多大,它有多重——然后你继续寻找其他有机体,”他解释道。“你看到所有这些不同类型的物体,需要将它们如何连接在一起。”

      2020 年,El-Badry 决定重返丛林,寻找长期以来一直被科学家提及的恒星:ELM 前的白矮星(也称为进化的灾难变星)。

      使用来自盖亚、欧洲航天局发射的天基天文台和加州理工学院兹威基瞬变设施的新数据,El-Badry 将 10 亿颗恒星缩小到 50 颗潜在候选星。

      这位天文学家强调了天文调查的公共数据对他的工作的重要性。“如果不是像 Zwicky Transient Facility 和 Gaia 这样的项目,它们代表了数百人在幕后的大量工作——这项工作是不可能的,”他说。

      El-Badry 随后对 21 颗恒星进行了密切观察。

      选择策略奏效了。“100% 的候选人都是我们一直在寻找的这些前 ELM,”他说。“它们比 ELM 更加膨胀和膨胀。它们也是蛋形的,因为另一颗恒星的引力扭曲了它们的球形。”

      “我们发现了两类双星——灾变变星和 ELM 白矮星——之间的进化联系,而且我们发现了相当数量的双星,”El-Badry 补充道。

      其中 13 颗恒星显示出它们仍在失去质量的迹象,而其中 8 颗恒星似乎不再失去质量。它们中的每一个都比之前观察到的灾难性变量的温度更高。

      El-Badry 计划继续研究 ELM 之前的白矮星,并可能对他之前发现的其他 29 颗候选恒星进行后续研究。

      就像正在填补人类进化空白的现代人类学家一样,他对简单科学产生的丰富多样的恒星感到惊讶。

      广东·东莞
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