紅巨星戲劇性瘦身:質(zhì)量被鄰居“偷走”

2022-04-18 09:43:18

科技日報記者 張夢然

澳大利亞悉尼大學(xué)的天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了一種更纖細(xì)的紅巨星。這些恒星的重量急劇下降,可能是由于存在一個“貪婪”的鄰居。這一近日發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上的新發(fā)現(xiàn),是了解銀河系中恒星生命的重要一步。

銀河系中已發(fā)現(xiàn)了數(shù)百萬顆紅巨星。這些涼爽而明亮的天體是太陽在40億年后將會變成的樣子。一段時間以來,天文學(xué)家一直在預(yù)測更纖細(xì)的紅巨星的存在。澳大利亞悉尼大學(xué)團隊現(xiàn)在終于確認(rèn)了它們的存在。

論文主要作者、悉尼大學(xué)博士生李亞光說:“我們非常幸運地發(fā)現(xiàn)了大約40顆更纖細(xì)的紅巨星,它們隱藏在普通紅巨星的海洋中。與普通紅巨星相比,更瘦的紅巨星要么體積小,要么質(zhì)量更小。”

它們是如何以及為什么會瘦下來?天空中的大多數(shù)恒星都處于雙星系統(tǒng)中——兩顆在引力上相互束縛的恒星。當(dāng)近距離雙星中的恒星膨脹時,就像恒星隨著年齡的增長一樣,一些物質(zhì)可到達其伴星的引力球并被吸走。研究人員認(rèn)為,就相對較小的紅巨星而言,可能存在伴星。

研究團隊分析了美國國家航空航天局開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的檔案數(shù)據(jù)。從2009年到2013年,望遠(yuǎn)鏡連續(xù)記錄了數(shù)萬顆紅巨星的亮度變化。使用這個極其準(zhǔn)確和龐大的數(shù)據(jù)集,該團隊對該恒星種群進行了徹底的普查,為發(fā)現(xiàn)任何異常值奠定了基礎(chǔ)。

研究人員最終發(fā)現(xiàn)了兩種不同尋常的恒星:質(zhì)量非常低的紅巨星和亮度不足(較暗)的紅巨星。質(zhì)量非常低的恒星只有0.5到0.7個太陽質(zhì)量。如果質(zhì)量非常低的恒星沒有突然減輕重量,它們的質(zhì)量將表明它們比宇宙的年齡還要老,這是不可能的。

另一方面,亮度不足的恒星具有正常的質(zhì)量,范圍從0.8到2.0個太陽質(zhì)量。“然而,它們遠(yuǎn)沒有我們預(yù)期的那么巨大。”該研究的合著者、澳大利亞南昆士蘭大學(xué)的西蒙·墨菲博士說,“它們已經(jīng)瘦了一些,更小,也更暗,因此與正常的紅巨星相比,它們亮度不足。”

這些不尋常的數(shù)據(jù)點無法用恒星演化的簡單預(yù)期來解釋,這導(dǎo)致研究人員得出結(jié)論:必須有另一種機制在起作用,迫使這些恒星經(jīng)歷劇烈的減重,那就是附近的恒星竊取了質(zhì)量。

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