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新發現:銀河系驚現巨大恆星「冥界」

【2022年10月15日訊】(記者李言綜合報導)科學家們發現了一個巨大的「銀河系冥界」,裡面分布著已經坍縮成黑洞或中子星的遠古大質量恆星的遺骸。因此,研究人員稱這一新發現爲「銀河墓地」。

發表在《王家天文學會月報》(Royal Astronomical Society)上的這一新發現披露,這個「墓地」是如此之大,其高度幾乎是銀河系的三倍多。

研究發現,這些殘骸曾經是比我們的太陽大八倍以上的大質量恆星,它們在燃燒殆盡後崩潰,成為黑洞或中子星。

該研究主要作者、悉尼天文學研究所博士生大衛·斯威尼(David Sweeney)指出,「這些死亡恆星的緻密殘骸具有與銀河系的可見部分根本不同的分布和結構。」(點擊這裡觀看相關圖片。)

斯威尼和他的團隊推算出了這些恆星的生命週期,並利用這些信息創建了第一張顯示其殘骸所在位置的詳細地圖。他們建立的模型顯示了這些恆星在哪裡出生,在哪裡死亡,以及它們最終是如何分散在整個銀河系,甚至離開銀河系的。

較年輕的中子星和黑洞,對科學家來說相對容易找到,研究人員說,要找到較老的中子星難度明顯加大。

研究報告的共同作者、悉尼天文學研究所教授彼得·圖斯爾(Peter Tuthill)說,找到這些恆星「就像試圖找到神話中大象的墓地」。

「這些罕見的大質量恆星的骨頭一定就在那裡,但它們似乎籠罩在神秘之中。」他在一份新聞稿中說,「最古老的中子星和黑洞是在銀河系比較年輕、形狀不同的時候產生的,然後經歷了跨越數十億年的複雜變化。」

因此,通過建立模型來尋找這些恆星「一直任務重大」。

「銀河墓地」的側視圖顯示,它的中間比整個銀河系更加膨大。科學家們說這是超新星爆炸時產生的能量所致。

斯威尼說,這種能量是如此強大,以至於在「銀河系冥界」發現的「驚人的30%」的恆星「完全被彈出了銀河系」。

圖斯爾說:「根據統計,離我們最近的殘骸應該只有65光年遠:從銀河系的角度來看,或多或少在我們的後院。」

「現在我們知道去哪裡尋找,我們正在開發技術去獵取它們。」斯威尼補充說,「我敢打賭,『銀河系冥界』不會被長時間內籠罩在神秘之中。」

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研究:雙星體分離 一顆恆星吞噬它的伴侶

【2022年10月07日訊】(記者高杉編譯報導)在我們的銀河系中,與孤獨的太陽不同,大約有一半的恆星同另一顆恆星保持著長期的、類似「天體婚姻」的相伴關係,共同在一種被稱為「雙星系統」中相互環繞。

據Nationalpost網站報導,本週,研究人員描述了其中一對近乎極端的雙星「伴侶」之間的、失敗的「天體婚姻」。這對恆星每51分鐘就圍繞對方旋轉一次。其軌道周期在已知的雙星類中是最罕見的,也是最快的。在這個「天體婚姻破裂」的劇情中,一顆恆星正在慢慢地吃掉它的較年長的伴侶。

這兩顆恆星位於大力神星座(constellation Hercules)方向的,距地球約3000光年的一個區域。一光年是指光在一年內所走的距離,即5.9萬億英里(約合9.5萬億公里)。

該系統屬於一類被稱為「災變變星」(Cataclysmic Variables)的雙星,其中一顆類似於太陽的恆星在所謂的白矮星附近運行,這顆白矮星基本上是一顆已燒毀的恆星的高溫而緻密的核心。所謂變星,是指從地球上看時,它們的綜合亮度會隨時間的變化而變化。「災變」指的是這種亮度的變化非常大,在某些情況下,會比普通情況大一萬倍,甚至更多。

經過數百萬年,這兩顆恆星之間的距離,現在已經縮小到比月球離地球還近。

麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,簡稱MIT)天體物理學家凱文·伯奇(Kevin Burdge)解釋說:「想像一下,如果月亮每晚在天空中飛馳掠過10次的情況。而這就是我們正在談論的那種速度。」他是本週發表在《自然》(Nature)雜誌上的研究報告的主要作者。

不過,互相的距離很近,並不意味著它們對彼此很好——白矮星正在無情地從它的夥伴那裡吞噬其身體。

那顆較大的恆星的溫度與太陽差不多,但是已經被剝離到只有太陽直徑的10%左右。這使得它的大小已經與木星——即我們太陽系最大的行星——差不多大。這顆白矮星的直徑約為地球的1.5倍,但密度很高,質量約為太陽的56%。

伯奇說:「這是相伴了很久的一對老恆星。當恆星年老死亡的時候,它們都會變成白矮星。但現在,其中的一顆苟延殘喘的恆星開始行動了,它開始吃掉它的同伴。」

伯奇說:「基本上來說,它們已經在一個雙星軌道上結合相伴了80億年。而現在,就在第二顆恆星可以結束其恆星生命周期,並以恆星通常的方式成為白矮星之前——通過演化成一種叫做紅巨星(Red Giant)的恆星——第一顆恆星的剩餘白矮星殘餘物,打斷了同伴的生命周期的結束及轉變過程,開始緩慢地吞噬它。」

研究人員使用了來自加州帕洛瑪天文台(Palomar Observatory)以及夏威夷(Hawaii)和加那利群島(Canary Islands)的望遠鏡的數據。

大多數恆星主要由氫組成,還有少量的氦和其他元素。這顆雙星中較大的那顆——更為「蒼老」的那一顆——卻含氦異常豐富。這不僅是因為它的同伴已經吃掉了它外層的氫,而且還因為它在熱核爐中緩慢地將氫原子聚變為氦,在其核心中存在大量的氦元素。

這個雙星系統周期性地變亮和變暗,部分原因是較大的恆星在白矮星的引力牽引下,被物理性地變形為水滴狀,而不是原來的球狀。

伯奇說:「現在在太空中正發生著大量的、瘋狂的事情。」