Ferraro|有些“老年”恒星“不服老”:燃烧氢,老得慢

“老年恒星”也有让自己显年轻的秘诀 。 一项颠覆认知的新研究表明 , 白矮星在生命的最后阶段可能会继续燃烧氢使其看起来更年轻 。
9月6日发表在《自然-天文学》的一项研究中 , 国际天文学家团队利用哈勃太空望远镜的深度观测结果比较了两个相似恒星系统中的白矮星种群 , 发现一些白矮星通过在其表面燃烧氢减缓了老化速度 。 这一发现可能会对星团年龄的测量产生影响 。

Ferraro|有些“老年”恒星“不服老”:燃烧氢,老得慢
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该研究所观测的球状星团 M13(左)和 M3(右) 图源:NASA官网
“我们发现了首个观测证据 , 证明白矮星仍然可以经历稳定的热核活动 , ”领导这项研究的意大利博洛尼亚大学博士陈剑星解释说 , “相当令人惊讶 , 因为这与普遍认知不符 。 ”
白矮星是像太阳这样的恒星在耗尽核燃料后变成的 。 所谓恒星 , 是指由炽热气体组成的、进行内部核反应、发光的天体 。 恒星有诞生、稳定和衰亡的演化过程 , 持续约几十亿甚至上百亿年 , 白矮星则是恒星的一种“老年”状态 。
比如 , 约50亿年后 , 我们的太阳将耗尽其核心的氢 , 变成一颗红巨星 , 体积剧烈膨胀以至于吞没内行星并灼烧地球表面 。 之后 , 它会抛洒掉外层 , 其裸露核心则变成一颗白矮星 。
白矮星温度很高 , 温度超过10万开尔文 。 一般 , 这颗白矮星会在接下来约十亿年冷却 。 实际上 , 恒星的死亡方式根据其质量的不同有所差异 。 质量大于10倍太阳质量的恒星 , 一般会在生命末期进行超新星爆炸 , 留下中子星或黑洞 。
宇宙中所有低于8个太阳质量的恒星(约占恒星数量的98%)都会变成白矮星 。 为了研究白矮星演化的物理基础 , 此项研究的科学家比较了两大恒星群中的白矮星:球状星团M3和M13 。
“这两个星团在许多方面都很相似 , 如年龄、金属丰度(氢和氦之外的化学元素所占恒星的比例)等 , 它们被认为是‘双胞胎’ 。 然而 , 就像人类双胞胎相似但不完全相同 , 这两个星团的恒星种群中也表现出一些特定差异 。 由于白矮星是低质量恒星演化的最后阶段 , 因此这些差异可能会在后期阶段产生可觉察的后果 。 ”该论文通讯作者、意大利博洛尼亚大学教授Francesco R. Ferraro对澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访人员表示 。
利用哈勃3号宽视场照相机 , 研究小组在近紫外波段观测M3和M13 , 比较两个星团的700多颗白矮星 。 他们发现 , M3包含标准的白矮星 , 恒星核不断冷却;而M13包含两个白矮星群体:标准白矮星 , 以及那些设法抓住氢外层外壳、使自己能燃烧更久 , 从而冷却得更慢的白矮星 。

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