《两颗恒星合并形成巨大的白矮星》

  • 来源专题:重大科技基础设施领域知识集成服务平台
  • 编译者: 魏韧
  • 发布时间:2020-09-14
  • 英国华威大学牵头的国际研究小组首次发现一颗合并的白矮星。这颗巨型白矮星具有富碳大气层,距地球约150光年,通过分析恒星的光谱特征发现白矮星实际上是两颗已经合并的恒星,这是首个以大气成分为线索识别出的合并白矮星。该研究得到英国科技基础设施理事会(STFC)资助。
    这项发现可能引起有关巨型白矮星演化及银河系超新星数量的新问题。它还证明目前存在更多具有合并历史的巨型白矮星。这颗恒星的大小是地球的三分之二,是迄今为止屈指可数的几颗待确认、并且只能通过其成分确认的合并白矮星之一。
    这颗名为WDJ0551+4135的恒星是通过欧洲空间局盖亚望远镜进行的数据调查发现的。天文学家随后使用由STFC资助并运营的William Herschel望远镜进行光谱学检测。分解恒星发出的光确定其大气化学成分,发现碳含量异常高。沃里克大学物理系的研究人员说:“也许最令人兴奋的是,这颗恒星没有爆炸成为超新星。这些巨大的爆炸对于绘制宇宙结构非常重要,即使非常遥远也能被探测到。但是,对于什么样的恒星系统能够进入到超新星阶段,仍然存在许多不确定性。通过测量这颗‘失败’的超新星以及未来类似超新星的特性,可以了解很多关于热核自湮灭的途径。”

  • 原文来源:https://stfc.ukri.org/news/two-stars-merged-to-form-massive-white-dwarf/
相关报告
  • 《美国宇航局的韦伯望远镜用来寻找年轻的褐矮星和流浪行星》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2019-12-19
    • 最小的天体有多小?它们像恒星一样形成,但自身不发光?与成熟的明星相比,他们有多常见?“流浪行星”呢?它们是在恒星周围形成的,然后被抛入星际空间。当NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜在2021年发射升空时,它将为这些问题带来曙光。 回答这些问题将会在两类天体之间划定一个界限,一类是由气体和尘埃的引力坍缩云形成的恒星,另一类是由气体和尘埃聚集在年轻恒星周围的圆盘上形成的行星。它还将区分关于褐矮星起源的不同观点,褐矮星的质量在太阳的1%到8%之间,其核心无法维持氢聚变。 英国圣安德鲁斯大学的亚历克斯·肖尔茨(Aleks Scholz)领导了一项研究,研究人员将利用韦伯发现附近一个名为NGC 1333的恒星托儿所中最小、最模糊的居民。NGC 1333星团位于英仙座,距地球约1000光年,从天文学角度看,它与地球非常接近。它也非常紧凑,包含了许多年轻的恒星。这三个因素使它成为研究恒星形成的理想场所,特别是对那些对非常微弱的、自由漂浮的物体感兴趣的人。 “目前发现的最小质量的褐矮星只有木星的5到10倍重,”Scholz解释说。“我们还不知道更小质量的物体是否会形成恒星托儿所。有了韦伯,我们预计将首次发现像木星一样微小的星团成员。它们相对于更重的褐矮星和恒星的数量将揭示它们的起源,并为我们更广泛地了解恒星形成过程提供重要线索。” 模糊的边界 非常低质量的物体是冷的,这意味着它们发射的大部分光是红外波长。由于受到地球大气的干扰,从地面望远镜观测红外光具有挑战性。由于其庞大的体积和以前所未有的灵敏度观察红外光的能力,韦伯非常适合寻找和描述质量在5木星以下的年轻的自由漂浮物体。 褐矮星和巨行星之间的区别很模糊。 “有些物体的质量低于10-木星标记,在星系团中自由漂浮。由于它们不围绕任何特定的恒星运行,我们可能会称它们为褐矮星,或质量与行星相当的天体,因为我们对此并不了解,”葡萄牙里斯本大学的研究小组成员Koraljka Muzic说。“另一方面,一些巨大的行星可能会发生聚变反应。一些褐矮星可能会形成一个圆盘。” 还有一个问题是“流氓行星”——那些形成类似行星的物体,后来被逐出它们的太阳系。这些自由漂浮的物体注定要永远在星星之间游荡。 几十个一次 该团队将使用韦伯的近红外成像仪和无缝隙光谱仪(NIRISS)来研究这些不同的低质量物体。摄谱仪将单一光源的光分解成各种颜色,就像棱镜将白光分解成彩虹一样。当材料发光或与光相互作用时,这种光携带产生的指纹。摄谱仪使研究人员能够分析这些指纹,并发现诸如温度和成分等特征。 NIRISS将为团队提供几十个对象的同步信息。“这是关键。为了明确地确认褐矮星或流浪行星,我们需要看到光谱中分子的吸收特征——主要是水和甲烷,”研究小组成员、康奈尔大学的Ray Jayawardhana解释说。“光谱学是很费时间的,能够同时观察许多物体是很有帮助的。另一种选择是先拍摄图像,测量颜色,选择候选,然后再拍摄光谱,这将花费更多的时间,并依赖更多的假设。”
  • 《黑洞阻碍了矮星系的发展》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-10-17
    • 加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的天文学家发现,由矮星系中心的超大质量黑洞驱动的强风通过抑制恒星的形成,对这些星系的演化产生了重大影响。 矮星系是包含1亿到几十亿颗恒星的小星系。相比之下,银河系有两千亿到四千亿颗恒星。矮星系是宇宙中最丰富的星系类型,经常围绕较大的星系运行。 由三位天文学家组成的研究小组对探测到的风的强度感到惊讶。 加州大学河滨分校(UC Riverside)物理学和天文学教授加芙列拉卡纳里佐(Gabriela Canalizo)是该研究小组的负责人,她说,“我们原以为我们需要更高分辨率和灵敏度的观测数据,我们原计划在最初的观测数据基础上再获得这些数据。”“但在最初的观察中,我们可以清楚而强烈地看到这些迹象。风比我们预料的还要大。” 卡纳利佐解释说,在过去几十年里,天文学家们一直怀疑,大型星系中心的超大质量黑洞可能对大型星系的生长和年龄产生深远影响。 她说:“我们的发现现在表明,它们对宇宙中矮星系的影响,即使不是更剧烈,也可以是同样剧烈的。” 研究结果发表在《天体物理学杂志》上。 研究人员还包括物理学和天文学助理教授劳拉v塞尔(Laura V. Sales);卡纳利佐实验室的博士生克里斯蒂娜·m·曼扎诺-金(Christina M. Manzano-King)使用了斯隆数字巡天计划(Sloan Digital Sky Survey)的部分数据,确定了50个矮星系,其中29个显示出与中心黑洞有关的迹象。在这29个星系中,有6个星系有证据表明风——特别是高速电离气体——从它们活跃的黑洞中喷发出来。 卡纳利佐说:“利用夏威夷的凯克望远镜,我们不仅能够探测到这些风,而且能够测量这些风的具体属性,比如它们的运动学、分布和动力来源——这是我们第一次进行这样的测量。”“我们发现了一些证据,表明这些风可能改变了星系形成恒星的速度。” 曼扎诺-金是这篇研究论文的第一作者,他解释说,通过研究矮星系可以理解许多关于星系演化的悬而未决的问题。 “当矮星系合并在一起时,更大的星系就会形成,”她说。“因此,矮星系在理解星系如何演化方面很有用。矮星系之所以小,是因为它们在形成后,不知何故避免了与其他星系合并。因此,它们作为化石揭示了早期宇宙的环境是什么样的。矮星系是最小的星系,我们第一次可以直接看到风——每秒1000公里的气体流动。” 曼扎诺-金解释说,当物质落入黑洞时,由于摩擦和强大的引力场,它会升温,释放出辐射能量。这种能量将周围的气体从星系中心向外推入星系间空间。 “有趣的是,这些风是由六个矮星系中活跃的黑洞而不是超新星等恒星过程推出来的,”她说。“通常,由恒星过程驱动的风在矮星系中很常见,它构成了调节矮星系中形成恒星所需气体量的主导过程。” 天文学家怀疑,当从黑洞发出的风被推出时,它会压缩风前面的气体,从而增加恒星的形成。但是如果所有的风都被从星系中心驱逐出去,气体就变得不可用,恒星的形成就会减少。后者似乎就是研究人员发现的六个矮星系中正在发生的事情。 “在这六种情况下,风对恒星的形成有负面影响,”Sales说。星系形成和演化的理论模型还没有包括黑洞对矮星系的影响。然而,我们正在看到这些星系中抑制恒星形成的证据。我们的发现表明,星系形成模型中必须包括黑洞,它们即使不是主要的,也是矮星系中恒星形成的调节因素。” 接下来,研究人员计划研究矮星系中气体流出的质量和动量。 曼扎诺-金说:“这将为那些依赖这些数据来建立模型的理论家提供更好的信息。”这些模型反过来又让观测天文学家知道风是如何影响矮星系的。我们还计划在斯隆数字巡天计划的更大样本中进行系统的研究,以确定有源自活跃黑洞的喷流的矮星系。”