天文学家们发现了一颗奇怪的脉冲星

一颗死亡序列被打断的恒星对科学届来说,可能是全新的一种恒星的祖先。天文学家发现了一种非常小、非常热的恒星,当它的外层试图保持平衡时,每隔几分钟就会明暗交替。

图源:剑桥大学《关于B型次矮星的艺术印象》

这些恒星已被命名为热次矮星脉冲体,它们可能与发现的另一种罕见而神秘的星体有关——蓝色大振幅脉冲体。

那这些陌生的脉冲星到底哪里奇怪呢?

来自加州大学圣巴巴拉分校卡弗里理论物理研究所的物理学家托马斯·库普弗说:“许多恒星都会脉动,即使是太阳也会是在很小的范围内脉动。”

图源:美国宇航局喷气推进实验室 图片解释:人像化太阳的脉动

“亮度变化最大的通常是径向脉冲体,当整个恒星改变大小时,它会随之‘呼吸’。”

但是即使太阳有脉动,周期却是11年,在这段时间里它的亮度变化也只有0.1%,所以不能被认作是一个脉冲体。

由于大小和温度的变化,脉冲体的亮度变化程度可以高达10%。

图源:斯特拉斯堡天文数据中心。图片解释:图片中间的蓝色星星是一颗脉动的O型次矮星

研究小组从兹维基瞬变设施调查数据中发现的四颗新恒星,在时间尺度上,每200到475秒就会脉动一次,亮度变化约5%。

诚然,这种亮度的变化也可能由食双星造成,所以在将其归类为新类型之前,需要将这个可能性排除掉。一旦研究小组做到了这一点,他们就基本可以认定正在观察一种新的B型次矮星。

图源:福布斯。图片解释:该图简述了食双星的明暗变化,从左到右随着时间的推移,两个星体位置发生变化,亮度随着星体重叠而变化,从左起1,3,5图片亮度是不变的,图2,6小星体遮挡大星体时,在观察者的角度是最亮的,称为主食,图4大星体遮挡小星体时,亮度较于主食次之,称为次食。

B型次矮星很有趣,它们的体积非常小,大约只有太阳的10%。但它们的密度却很大,在这样小的直径中,竟然挤压了接近太阳20%到50%的质量。

它们温度极高,在光谱的蓝端,20000到40000开尔文之间,因此非常非常亮。有人认为,它们的形成与质量大概为太阳质量8倍的恒星有关,在恒星经历死亡的演化过程中,形成了B型次矮星。

当这些恒星耗尽氢并开始从其核心融合时,它们开始融合氦,从而膨胀成一个红巨星。B型次矮星形成于氦聚变开始之前,红巨星的外层氢被剥离时发生的一种情况——可能是由一个双星伴星造成的,但确切的机制尚不清楚。

图源:图片为红巨星

然后就有了一颗又小又热又稠密的蓝色恒星。其中有一些就会脉动。

其中,像长蛇座V361这一类,是一种压力振荡模式,这就意味着它们的脉动是由恒星内部的压力波动产生的。而如武仙座V1093这类,则是重力模式的脉冲体,由重力波产生(不要与引力波混淆)。

研究人员仍在研究热次矮星脉冲体振荡背后的确切机制,但他们也猜想,这可能只是由一种一种叫做铁卡帕机制导致的不稳定的径向模式,恒星中铁的累积,产生一层能量层以导致脉动。

图源:维基百科 图解:B型次矮星结构略图

他们还认为,另一个不同之处可能在于它们的内核发生的变化。B型次矮星通常被认为在其核心或核心周围的壳层中融合了氦。但研究人员认为,热次矮星脉冲体则是在氦变得足够热、密度足以聚变之前就失去了外层物质。

加州大学圣巴巴拉分校的物理学家埃文·鲍尔解释说:“我们能够通过将它们与另一个理论模型相匹配来理解这种快速的脉动,该理论模型的低质量核心由相对较冷的氦组成。”

研究人员还发现,这种脉动类似于2017年刚刚发现的一种恒星——蓝色大振幅脉冲体。这就意味着这两种类型的恒星可能是相关的。

下一步将是进一步描述这些恒星内部具体发生的情况,如何产生脉动,并精确地找出这些恒星在恒星演化模型中扮演的角色。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciencealert-MICHELLE STARR- leaf

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