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阿尔玛透露的秘密拥抱星星

天文学与空间 2022-10-05 00:01:36

查尔莫斯理工大学 共同包络相位开始时的一对恒星

在这位艺术家的印象中,我们看到了一个非常接近双星系统的景象,其中两颗恒星刚刚开始共享同一大气层

更大的恒星,一颗红巨星,提供了一个巨大的,凉爽的,只有结合在一起的氛围

较小的恒星绕着恒星的质心旋转得越来越快,绕着自己的轴旋转,并以戏剧性的方式与新的环境相互作用

这种相互作用产生了强大的喷流,将气体从两极喷出,并在赤道形成一个移动较慢的物质环

信用:丹妮尔·福瑟拉尔,艺术来源

北纬 与我们的太阳不同,大多数恒星都有一个伴星

有时,两者如此接近,以至于一个吞没了另一个——产生了深远的影响

当瑞典查尔莫斯理工大学领导的天文学家团队使用阿尔玛望远镜研究15颗不寻常的恒星时,他们惊讶地发现它们最近都经历了这一阶段

这一发现预示着对天空中最具戏剧性的现象——以及恒星间的生命、死亡和重生——有了新的认识

由查尔莫斯理工大学领导的科学家团队,利用智利阿尔玛的巨型望远镜,研究了我们银河系中15颗不同寻常的恒星,银河系距离地球最近5000光年

他们的测量显示,所有的恒星都是双的,并且最近都经历了一个罕见的阶段,这个阶段不为人所知,但被认为会导致许多其他的天文现象

他们的研究结果发表在本周的科学杂志《自然天文学》上

通过将阿尔玛的天线指向每颗恒星,并测量每颗恒星附近不同分子发出的光,研究人员希望找到它们背后故事的线索

这些被戏称为“喷泉”的恒星被天文学家们所熟知,是因为水分子发出的强光——水分子是由异常稠密且快速运动的气体产生的

阿尔玛望远镜位于智利海拔5000米的地方,对波长在1毫米左右的光很敏感,人眼是看不见的,但非常适合透过银河系的尘埃星际云层,向尘埃覆盖的恒星看去

“我们对这些恒星格外好奇,因为它们似乎正在向太空吹出大量的尘埃和气体,有些是以速度高达1

每小时800万公里

新研究的第一作者西奥·科乌里说:“我们原以为我们可能会找到喷气式飞机是如何产生的线索,但事实上我们发现的远不止这些。”

恒星失去了一半的总质量 科学家们用望远镜测量了恒星光中一氧化碳分子的特征,并比较了碳和氧的不同原子(同位素)发出的信号

与它的姐妹分子二氧化碳不同,一氧化碳在太空中相对容易发现,是天文学家最喜欢的工具

“由于阿尔玛敏锐的灵敏度,我们能够探测到这些恒星喷出的气体中几个不同分子发出的非常微弱的信号

当我们仔细观察数据时,我们看到了我们真的没想到会看到的细节,”西奥·科胡里说

观测证实,这些恒星都在吹离外层

查尔莫斯理工大学的天文学家、研究小组成员沃特·弗勒明斯解释说,但是分子中不同氧原子的比例表明,恒星在另一个方面并不像它们看起来的那样极端

“我们意识到,这些恒星开始它们的生命时质量与太阳相同,或者只有几倍

现在我们的测量显示,就在过去的几百年里,它们已经喷射出了总质量的50%

他们身上一定发生了非常戏剧性的事情,”他说

阿尔玛的水泉星系W43A的图像,它位于距离地球大约7000光年的鹰座

它中心的双星太小了,无法在这张照片中分辨出来

然而,阿尔玛的测量显示,恒星之间的相互作用改变了它的周围环境

从中心恒星喷出的两股喷流呈蓝色(接近我们)和红色(后退)

喷流夹带的尘埃云显示为粉红色

学分:阿尔玛(欧洲股票期权/北美股票期权/NRAO),D

Tafoya等人

短暂但亲密的阶段 为什么这么小的恒星这么快就失去了这么多质量?科学家总结道,所有证据都指向一种解释

这些都是双星,它们都刚刚经历了一个阶段,在这个阶段,两颗恒星共享同一个大气层——一颗恒星完全被另一颗恒星包围

“在这个阶段,两颗恒星像茧一样一起绕轨道运行

这个阶段,我们称之为“共同信封”阶段,非常短暂,只持续几百年

用天文学术语来说,它在一眨眼之间就结束了,”查尔莫斯理工大学的团队成员丹尼尔·塔福亚说

双星系统中的大多数恒星只是围绕一个共同的质心运行

然而,这些恒星共享相同的大气

对于一颗恒星来说,这可能是一次改变生命的经历,甚至可能导致恒星完全融合

科学家们认为,这种亲密接触会导致一些天空中最壮观的现象

西奥·科胡里解释说,了解它是如何发生的可能有助于回答天文学家关于恒星如何生存和死亡的一些最大的问题

“会发生什么导致超新星爆炸?黑洞是如何靠得足够近以至于发生碰撞的?是什么造就了我们称之为行星状星云的美丽而对称的天体?天文学家多年来一直怀疑普通信封是这些问题答案的一部分

现在我们有了一种新的方法来研究这一重要而神秘的阶段,”他说

了解共同包络阶段也将有助于科学家研究在非常遥远的未来会发生什么,那时太阳也会变成一颗更大、更冷的恒星——一颗红巨星——并吞没最里面的行星

“我们的研究将帮助我们理解这是如何发生的,但它给了我另一个更有希望的视角

当这些恒星拥抱在一起时,它们会将尘埃和气体送入太空,这些尘埃和气体可以成为未来几代恒星和行星的成分,并伴随着它们产生新生命的潜力,”丹尼尔·塔福亚说

由于这15颗恒星似乎是在人类的时间尺度上进化的,研究小组计划用阿尔玛和其他射电望远镜继续监测它们

借助SKA天文台未来的望远镜,他们希望研究恒星如何形成喷流并改变其周围环境

他们也希望找到更多——如果有的话

“实际上,我们认为已知的‘喷泉’可能是我们整个银河系中几乎唯一的同类系统

如果这是真的,那么这些恒星真的是理解最奇怪、最奇妙和最重要的过程的关键,这两个恒星可以在他们的生活中一起经历,”西奥·胡里总结道

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