哈勃在梅西耶13发现了缓慢冷却的白矮星

利用两个非常相似的球状星团的高分辨率观测,梅西耶3号梅西耶13,天文学家在梅西耶13号发现了一个出人意料的亮白矮星过剩现象。理论模型表明,这种过剩是由于梅西耶13号中约70%的白矮星冷却过程的减缓,这是由其剩余富氢大气中稳定的热核燃烧造成的。

这张哈勃图像显示的是梅西耶13,一个位于25000光年之外的大力神星座的球状星团。图片来源:NASA / ESA /哈勃遗产团队/ STScI / AURA / C. Bailyn,耶鲁大学/ W. Lewin,麻省理工学院/ A. Sarajedini,佛罗里达大学/ W. van Altena,耶鲁大学。

这张哈勃图像显示的是梅西耶13,一个位于25000光年之外的大力神星座的球状星团。图片来源:NASA / ESA /哈勃遗产团队/ STScI / AURA / C. Bailyn,耶鲁大学/ W. Lewin,麻省理工学院/ A. Sarajedini,佛罗里达大学/ W. van Altena,耶鲁大学。

白矮星是结束了热核活动的低质量恒星的核心残余物。

所有质量低于8个太阳质量的恒星,可能会延伸到11个太阳质量的恒星,都有望成为白矮星。

他们的研究提供了大量关于其前身的物理性质和演化的信息,这些前身约占宇宙中所有恒星的98%。

母校博洛尼亚大学研究所和意大利国家天体物理研究所的天文学家陈建兴博士说:“我们发现了第一个观测证据,证明白矮星仍然可以经历稳定的热核活动。”。

“这很令人惊讶,因为这与人们普遍认为的不一致。”

为了研究白矮星进化的物理基础,陈博士和同事们比较了梅西耶3号和梅西耶13号中正在冷却的白矮星。

这两个巨大的球状星团有许多共同的物理属性,如年龄和金属丰度,但最终会产生白矮星的恒星的数量是不同的。

特别是,处于被称为水平分支的演化阶段的恒星的整体颜色在梅西耶13中更蓝,这表明存在更热的恒星群体。

这使得梅西耶3号和梅西耶13号成为一个完美的自然实验室,在这里可以测试不同种群的白矮星是如何冷却的。

这张哈勃图片显示了球状星团梅西埃3号。这张彩色图像是由哈勃3号广角相机(WFC3)在可见光和紫外光谱区域分别拍摄的。使用五个滤光片对各种波长进行取样。颜色是通过为与单个过滤器关联的每个单色图像指定不同的色调而产生的。图片来源:NASA/ESA/Hubble/G.Piotto等人。

这张哈勃图像显示了球状星团梅西耶3号。这张彩色图像是用哈勃的广域相机3号(WFC3)在可见光和紫外光谱区域分别曝光制成的。用五个滤光片对不同的波长进行取样。通过给每个与单独过滤器相关联的单色图像分配不同的色调,可以得到颜色。图片来源:NASA / ESA /哈勃/ G. Piotto

使用来自广角摄像机3天文学家们在梅西耶3号和梅西耶13号分别发现了418颗和284颗白矮星。

他们发现梅西耶3白矮星只是冷却恒星核心。

另一方面,梅西耶13号包含了两种白矮星:标准白矮星和那些设法保留了氢外层的白矮星,使它们燃烧的时间更长,因此冷却得更慢。

将他们的结果与梅西耶13号恒星演化的计算机模拟结果进行比较,研究人员能够表明,梅西耶13号中大约70%的白矮星表面燃烧着氢,减缓了它们的冷却速度。

“过去已经计算出了一些关于缓慢冷却的白矮星的理论模型,该模型提出,这种缓慢冷却的原因是存在一个非常薄的剩余富氢壳层(相当于太阳质量的0.0001倍),理论上,阿根廷拉普拉塔国家大学(Universidad Nacional de La Plata)天文学家莱安德罗·奥尔索斯(Leandro Althaus)教授说。

“我们的发现挑战了白矮星的定义,因为我们考虑了恒星衰老方式的新视角,”Francesco Ferraro博士说,他同样来自博洛尼亚的母校Università di Bologna和意大利国家天体物理研究所。

“我们现在正在研究其他类似于梅西耶13号的星团,以进一步限制驱动恒星保持薄氢包络线的条件,从而使它们能够缓慢老化。”

这个发现发表在杂志上自然天文学

_____

j·陈.通过稳定的氢燃烧缓慢冷却M13中的白矮星。Nat阿斯特朗,于2021年9月6日在线发布;内政部:10.1038/s41550-021-01445-6

共享此页面
广告