大质量Be恒星三重系统的发现颠覆了天体演化理论

站长云网 2023-11-21 5iter.com 站长云网

研究人员的一项突破性发现表明,以其特有的气体盘而闻名的大质量Be恒星很可能是三重恒星系统的一部分,而不是之前认为的双星系统。这一基于盖亚卫星数据的发现对现有的恒星形成理论提出了挑战,并对理解黑洞、中子星和引力波等更广泛的天文现象产生了重大影响。

利兹大学科学家的一项突破性新发现可能会改变天文学家了解宇宙中一些最大、最常见恒星的方式,研究提出,Be星是三重恒星系统的一部分,而不是以前认为的双星系统。这一发现来自盖亚卫星数据,它挑战了传统的恒星形成理论,并可能影响我们对黑洞、中子星和引力波的认识。

利兹大学物理和天文学院的博士生乔纳森-多德(JonathanDodd)和勒内-奥德迈耶尔(RenéOudmaijer)教授的研究指出了一个令人感兴趣的新证据,那就是大质量Be星--直到现在人们还认为主要存在于双星中--实际上可能是"三星"。

这一重大发现可能会彻底改变我们对这种天体--B星的一个子集--的认识,而B星被认为是发展有关恒星如何演化的理论的一个重要"试验台"。

艺术家的印象图由一颗周围有圆盘的恒星(Be"吸血鬼"恒星;前景)和它的伴星(背景)组成,伴星的外部部分已经被剥离。资料来源:ESO/L.Calçada

Be恒星的性质

Be恒星周围有一个由气体组成的特征性圆盘--类似于太阳系中的土星环。尽管Be星已经被人们认识了大约150年--意大利著名天文学家安杰洛-塞基(AngeloSecchi)于1866年首次发现了它们--但直到现在,还没有人知道它们是如何形成的。

迄今为止,天文学家们的共识是,这些星盘是由Be星的快速旋转形成的,而这本身可能是由双星系统中的恒星与另一颗恒星相互作用造成的。

艺术家印象中的吸血鬼恒星(左)从受害者身上吸取物质。资料来源:ESO/M.Kornmesser/S.E.deMink

揭示三星系统

该研究的通讯作者多德先生说:"如果你看过《星球大战》,那么最好的参照物就是有两个太阳的行星。但是现在,通过分析欧洲航天局盖亚卫星的数据,科学家们说,他们已经找到了这些恒星实际上存在于三重系统中的证据--有三个天体相互作用,而不仅仅是两个。"

多德先生补充说:"我们观察了恒星在夜空中移动的方式,有长达10年的移动,也有短达6个月左右的移动。如果一颗恒星直线移动,我们就知道只有一颗恒星,但如果不止一颗,我们就会看到轻微的摆动,或者在最好的情况下,看到螺旋状的移动。"

"我们将这一方法应用于我们正在研究的两组恒星--B星和Be星--我们发现,令人困惑的是,起初看起来Be星的伴星率要低于B星。这很有趣,因为我们预计它们的伴星率会更高。"首席研究员Oudmaijer教授说:"我们之所以看不到它们,可能是因为它们现在太微弱了,无法被探测到"。

质量转移

研究人员随后查看了另一组数据,寻找距离更远的伴星,发现在这些较大的距离上,B星和Be星的伴星率非常相似。

由此,他们能够推断出,在许多情况下,第三颗恒星正在发挥作用,迫使伴星更靠近Be星--近到足以让质量从一颗转移到另一颗,并形成特征性的Be星圆盘。这也可以解释为什么我们再也看不到这些伴星了;在"吸血鬼"Be星吸走了它们大量的质量之后,它们已经变得太小太暗,无法被探测到了。

这一发现可能会对天文学的其他领域产生巨大影响,包括我们对黑洞、中子星和引力波源的理解。

Oudmaijer教授说:"目前物理学界正在围绕引力波进行一场革命。我们对引力波的观测只有短短几年时间,我们发现这些引力波是由黑洞合并产生的。我们知道这些神秘的天体--黑洞和中子星--是存在的,但我们对成为它们的恒星却不甚了解。我们的发现为了解这些引力波源提供了线索。"

他补充说:"在过去的十多年里,天文学家已经发现,双星是恒星演化过程中一个非常重要的因素。我们现在更倾向于认为,它甚至比这更复杂,需要考虑三星系统。"

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