第九四八天,两颗距离很近的恒星相互绕转时,假如其中一颗恒星出于演化的关系,它的体积会慢慢变大,当体积增大到一定的程度后,在引力的作用下会出现与另外一颗恒星发生物质交换的现象。
在物质交换的过程中,其中一颗恒星损失的物质过多的话,那么这颗恒星就会发生剧烈地膨胀,损失的物质会形成一个包层,将两颗行星包裹起来,这个包层一个天文术语——双恒星共有包层。
双恒星共有包层的出现,宣告了恒星的命运被彻底改变了,因为恒星的原来的演化路径被中断了,因此这两颗恒星往后的命运是由共有包层来决定,通常只有两种情况:
假如共有包层被抛甩出来了,那么两颗恒星会演变成短周期相互绕转的双恒星系统。
假如共有包层没有抛甩出来,那么两颗恒星会合并在一起演变成单恒星的单星系统。
共有包层抛甩这个现象是很难观测到的,自从理论在1976年被提出来之后一次也没有观测到,但是热亚矮星双星J1920的共有包层抛甩被观测到了,这绝对可以称得上是50年难得一见。
热亚矮星双星J1920被抛甩出来的共有包层以每秒200公里的速度向双星系统的周边扩散,这是天文学史上第一次观测到双恒星共有包层演化过程的直接证据。
双恒星系统对天体物理的研究有着非常重要的意义,它可以为我们展示恒星这种天体的物理性质与真实世界的运行,双恒星系统的类型也有很多种,比如双黑洞、双中子星、黑洞·中子星等等,它们当中的运制依然有很多方面需要我们去研究,因为这方面的知识还是很缺乏。
近些年来的诺贝尔物理学奖都是颁发给了与双恒星演化有直接联系的天体研究内容,例如Ia型超新星测距,系之星间以超光速的速度彼此加速远离,暗能量以及暗物质的存在;双黑洞或双中子星相互绕转发射出来的引力波被探测到,这些都是先有理论,然后再被证实的天文事件。
恒星在被点燃的那一刻开始,就一直维持在自身引力与内部辐射压力之间的平衡状态中,以求永恒发光发热。然而想象是美好的,现实却是残酷的,当恒星无法通过核聚变产生足够强的辐射压来与自身引力对抗时,恒星就会开始新的演化了,而演化的方向是由恒星自身的质量决定的。
单颗恒星根据质量的不同会有不一样的演化路径,而在双恒星或者多星的情况下,恒星演化的机制就更加复杂了。
天文学家玻丹.帕琴斯基在1976年的时候就提出了双恒星共有包层演化这个理论预言,但是这一天文场景却一直没有被观测到。
因为共有包层从形成到抛甩的过程持续的时间是很短暂的,毕竟宇宙这么大,双恒星系统又会什么时候发生抛甩现象,这些天文学家是无法预测的,所以50年来一直都没有观测到。
我国的韩占文团队与澳大利亚的天文学家合作,综合澳大利亚国立大学2.3米宽视场望远镜和开普勒卫星观测的数据,发现了距离地球约2.3万光年编号为J1920的热亚矮星双星;
虽然这两颗恒彼此向着对方靠近,但是它们共同被一个正在向外扩散的气体层包围着,这个气体包层就是——共有包层。这个包层正在以每秒200公里的速度向外扩散,也就是说这个包层正处于一个抛甩的运动过程中。
根据共有包层光谱的红移速度,可以反推出这个包层是在1万年前被抛甩出来的。
包层内的两颗恒星在不断地缩短对方的距离这一点可以说明:被抛甩出来的气体包层除了一部分正在远离恒星,还有一些残余的气体会对恒星的运动轨道造成影响,恒星的角动量也随着会发生改变。
除了磁滞效应、引力波辐射和质量损失这些让恒星改变角动量的机制之外,被抛甩出来的气体包层残余物也是造成恒星角动量改变的机制,而这一种机制是全新的,在天文学是从来没有被提及过的。
韩占文团队主要是研究双星演化、特殊恒星形成、双星星族合成和Ia型超新星,但是团队对双星物质交换的稳定性和共有包层演化的未解之谜非常感兴趣,于是团队就一头栽进去研究了,团队成功地模拟出热亚矮星、Ia型超新星前身的形成过程,并且研究出了双星星族合成研究方法。
在积累了大量的理论基础后,研究团队终于在巡天大数据中发现热亚矮星双星J1920,其中一颗是热亚矮星,另外一颗白矮星。对双恒星绕行的周期、倾角和距离做了进一步的光变曲线认证,从它们的光谱得到了双星的视向速度变化曲线,综合各种资料最终确定了热亚矮星双星J1920全在一个正在扩散的共有包层。
这是一个天文学上的重大发现,因为直接观测到了双星系统是通过什么机制捕获到恒星,两颗恒星彼此绕旋,共有包层抛甩的运动过程被一一记录了下来,让我们看见了共有包层演化的过程,同时促进了共有包层理论的发展。
自从理论被玻丹·帕琴斯基提出来之后,没有相关的直接观测证据来证实他的理论,天文学家只能大概描述双恒星共有包层的演化过程,但是模拟的场景并不是准确的。
热亚矮星双星J1920将理论推向了现实的场景,这不仅是双恒星共有包层演化的证据,同时也能算得上是诺贝尔奖级别的发现。
在物质交换的过程中,其中一颗恒星损失的物质过多的话,那么这颗恒星就会发生剧烈地膨胀,损失的物质会形成一个包层,将两颗行星包裹起来,这个包层一个天文术语——双恒星共有包层。
双恒星共有包层的出现,宣告了恒星的命运被彻底改变了,因为恒星的原来的演化路径被中断了,因此这两颗恒星往后的命运是由共有包层来决定,通常只有两种情况:
假如共有包层被抛甩出来了,那么两颗恒星会演变成短周期相互绕转的双恒星系统。
假如共有包层没有抛甩出来,那么两颗恒星会合并在一起演变成单恒星的单星系统。
共有包层抛甩这个现象是很难观测到的,自从理论在1976年被提出来之后一次也没有观测到,但是热亚矮星双星J1920的共有包层抛甩被观测到了,这绝对可以称得上是50年难得一见。
热亚矮星双星J1920被抛甩出来的共有包层以每秒200公里的速度向双星系统的周边扩散,这是天文学史上第一次观测到双恒星共有包层演化过程的直接证据。
双恒星系统对天体物理的研究有着非常重要的意义,它可以为我们展示恒星这种天体的物理性质与真实世界的运行,双恒星系统的类型也有很多种,比如双黑洞、双中子星、黑洞·中子星等等,它们当中的运制依然有很多方面需要我们去研究,因为这方面的知识还是很缺乏。
近些年来的诺贝尔物理学奖都是颁发给了与双恒星演化有直接联系的天体研究内容,例如Ia型超新星测距,系之星间以超光速的速度彼此加速远离,暗能量以及暗物质的存在;双黑洞或双中子星相互绕转发射出来的引力波被探测到,这些都是先有理论,然后再被证实的天文事件。
恒星在被点燃的那一刻开始,就一直维持在自身引力与内部辐射压力之间的平衡状态中,以求永恒发光发热。然而想象是美好的,现实却是残酷的,当恒星无法通过核聚变产生足够强的辐射压来与自身引力对抗时,恒星就会开始新的演化了,而演化的方向是由恒星自身的质量决定的。
单颗恒星根据质量的不同会有不一样的演化路径,而在双恒星或者多星的情况下,恒星演化的机制就更加复杂了。
天文学家玻丹.帕琴斯基在1976年的时候就提出了双恒星共有包层演化这个理论预言,但是这一天文场景却一直没有被观测到。
因为共有包层从形成到抛甩的过程持续的时间是很短暂的,毕竟宇宙这么大,双恒星系统又会什么时候发生抛甩现象,这些天文学家是无法预测的,所以50年来一直都没有观测到。
我国的韩占文团队与澳大利亚的天文学家合作,综合澳大利亚国立大学2.3米宽视场望远镜和开普勒卫星观测的数据,发现了距离地球约2.3万光年编号为J1920的热亚矮星双星;
虽然这两颗恒彼此向着对方靠近,但是它们共同被一个正在向外扩散的气体层包围着,这个气体包层就是——共有包层。这个包层正在以每秒200公里的速度向外扩散,也就是说这个包层正处于一个抛甩的运动过程中。
根据共有包层光谱的红移速度,可以反推出这个包层是在1万年前被抛甩出来的。
包层内的两颗恒星在不断地缩短对方的距离这一点可以说明:被抛甩出来的气体包层除了一部分正在远离恒星,还有一些残余的气体会对恒星的运动轨道造成影响,恒星的角动量也随着会发生改变。
除了磁滞效应、引力波辐射和质量损失这些让恒星改变角动量的机制之外,被抛甩出来的气体包层残余物也是造成恒星角动量改变的机制,而这一种机制是全新的,在天文学是从来没有被提及过的。
韩占文团队主要是研究双星演化、特殊恒星形成、双星星族合成和Ia型超新星,但是团队对双星物质交换的稳定性和共有包层演化的未解之谜非常感兴趣,于是团队就一头栽进去研究了,团队成功地模拟出热亚矮星、Ia型超新星前身的形成过程,并且研究出了双星星族合成研究方法。
在积累了大量的理论基础后,研究团队终于在巡天大数据中发现热亚矮星双星J1920,其中一颗是热亚矮星,另外一颗白矮星。对双恒星绕行的周期、倾角和距离做了进一步的光变曲线认证,从它们的光谱得到了双星的视向速度变化曲线,综合各种资料最终确定了热亚矮星双星J1920全在一个正在扩散的共有包层。
这是一个天文学上的重大发现,因为直接观测到了双星系统是通过什么机制捕获到恒星,两颗恒星彼此绕旋,共有包层抛甩的运动过程被一一记录了下来,让我们看见了共有包层演化的过程,同时促进了共有包层理论的发展。
自从理论被玻丹·帕琴斯基提出来之后,没有相关的直接观测证据来证实他的理论,天文学家只能大概描述双恒星共有包层的演化过程,但是模拟的场景并不是准确的。
热亚矮星双星J1920将理论推向了现实的场景,这不仅是双恒星共有包层演化的证据,同时也能算得上是诺贝尔奖级别的发现。
第九一四天,通过一个强大的算法在宇宙中搜索超12亿颗恒星,天文学家已经确定了一个最不寻常的配对。两颗恒星被锁定在一个宇宙舞蹈中。这听起来很温和,但这种“灾难性变量”看到一颗恒星正在对另一颗恒星大吃大喝,就像剥洋葱一样剥去它的外层。
需要说明的是,这并不是科学记者的夸张之词。天文学家称这些系统为灾难性变星是一个恰当的描述。这个术语描述了一个白矮星和一个次级“正常”恒星的配对,前者是一颗曾经强大的恒星的密集残余物,后者跟太阳类似但质量可能较小。在这对组合的紧密轨道上,白矮星由于其极端的引力而从较大的恒星上吸走恒星物质。
周三发表在《自然》上的新灾难性变量的发现其特点是一颗大小为太阳1/100的白矮星和一颗更大的恒星--约是太阳质量的10%并挤在一个木星大小的球体中。这对恒星距离地球约3000光年,其被标记为ZTF J1813+4251。
它是在兹威基瞬变设施拍摄的图像中被发现,这是一项广域调查,其使用加州帕洛玛天文台的一台望远镜并依次拍摄数百张天空图像。兹威克瞬变设施目录使天文学家能寻找恒星亮度的快速变化。这就是研究人员发现这对奇特的星体的方式。
“这是一个特殊的系统,”麻省理工学院的天体物理学家Kevin Burdge说道。他指出,这是已知的行为最优美的灾难性变数之一。
Burdge和他的同事们搜索了茨威基的数据以试图在深黑的太空中找到灯塔。他们希望看到有规律的眨眼特征--Burdge通常在寻找快速的眨眼,这是因为它们往往是一对恒星快速运行的信号。研究小组看到ZTF J1813+4251每51分钟闪烁一次。据悉,这是其中一颗恒星从另一颗恒星前面经过并使其光线变暗。闪烁的时间跟迄今为止发现的灾难性变星的最短轨道相吻合。
通过用夏威夷和西班牙的其他望远镜以及天基望远镜进行观测,这使得研究人员对恒星变得更加集中,并能更准确地测量它发出的光线。不过这引发了一个难题。
Burdge在一份新闻稿中指出:“有一颗恒星看起来像太阳,但是太阳无法进入一个短于8小时的轨道。”
太阳的质量使它无法拥有如此紧密的轨道。那么为什么这颗木星大小的恒星会这样做呢?Burdge和研究小组已经确定的解释是,这颗白矮星一直在吞噬其伙伴星的一大块氢。这留下了一个更密集的氦气核心,而这有助于稳定紧密的轨道。简而言之,研究小组是在这一过程的中间阶段观察这对恒星的,当时白矮星已经剥去了大部分的氢。剥离后的白矮星留下了一个吸积盘,它像土星环一样围绕着核心。
“这是一个罕见的案例,我们在从氢到氦的吸积过程中抓住了其中的一个系统,”Burdge说道。
在12亿颗恒星中,该算法挑出了我们迄今发现的最有趣的灾难性变数之一。这一幸运的发现有助于支持早先提出的关于大灾变体过渡到超短轨道的理论,该理论是在近四十年前提出的--现在我们知道这确实发生了。
该小组还进行了模拟以确定ZTF J1813+4251的最终命运。他们预测,在约7000万年后,这对天体将更快地围绕对方运行,每18分钟做一次完整的循环。
尽管人们不会看到它,但一旦激光干涉仪空间天线(LISA)在2030年代末的某个时候进入轨道,那么研究人员将能更详细地研究这个灾难性的变量。这一系列卫星将被用来探测引力波--这些恒星舞伴将产生引力波。
需要说明的是,这并不是科学记者的夸张之词。天文学家称这些系统为灾难性变星是一个恰当的描述。这个术语描述了一个白矮星和一个次级“正常”恒星的配对,前者是一颗曾经强大的恒星的密集残余物,后者跟太阳类似但质量可能较小。在这对组合的紧密轨道上,白矮星由于其极端的引力而从较大的恒星上吸走恒星物质。
周三发表在《自然》上的新灾难性变量的发现其特点是一颗大小为太阳1/100的白矮星和一颗更大的恒星--约是太阳质量的10%并挤在一个木星大小的球体中。这对恒星距离地球约3000光年,其被标记为ZTF J1813+4251。
它是在兹威基瞬变设施拍摄的图像中被发现,这是一项广域调查,其使用加州帕洛玛天文台的一台望远镜并依次拍摄数百张天空图像。兹威克瞬变设施目录使天文学家能寻找恒星亮度的快速变化。这就是研究人员发现这对奇特的星体的方式。
“这是一个特殊的系统,”麻省理工学院的天体物理学家Kevin Burdge说道。他指出,这是已知的行为最优美的灾难性变数之一。
Burdge和他的同事们搜索了茨威基的数据以试图在深黑的太空中找到灯塔。他们希望看到有规律的眨眼特征--Burdge通常在寻找快速的眨眼,这是因为它们往往是一对恒星快速运行的信号。研究小组看到ZTF J1813+4251每51分钟闪烁一次。据悉,这是其中一颗恒星从另一颗恒星前面经过并使其光线变暗。闪烁的时间跟迄今为止发现的灾难性变星的最短轨道相吻合。
通过用夏威夷和西班牙的其他望远镜以及天基望远镜进行观测,这使得研究人员对恒星变得更加集中,并能更准确地测量它发出的光线。不过这引发了一个难题。
Burdge在一份新闻稿中指出:“有一颗恒星看起来像太阳,但是太阳无法进入一个短于8小时的轨道。”
太阳的质量使它无法拥有如此紧密的轨道。那么为什么这颗木星大小的恒星会这样做呢?Burdge和研究小组已经确定的解释是,这颗白矮星一直在吞噬其伙伴星的一大块氢。这留下了一个更密集的氦气核心,而这有助于稳定紧密的轨道。简而言之,研究小组是在这一过程的中间阶段观察这对恒星的,当时白矮星已经剥去了大部分的氢。剥离后的白矮星留下了一个吸积盘,它像土星环一样围绕着核心。
“这是一个罕见的案例,我们在从氢到氦的吸积过程中抓住了其中的一个系统,”Burdge说道。
在12亿颗恒星中,该算法挑出了我们迄今发现的最有趣的灾难性变数之一。这一幸运的发现有助于支持早先提出的关于大灾变体过渡到超短轨道的理论,该理论是在近四十年前提出的--现在我们知道这确实发生了。
该小组还进行了模拟以确定ZTF J1813+4251的最终命运。他们预测,在约7000万年后,这对天体将更快地围绕对方运行,每18分钟做一次完整的循环。
尽管人们不会看到它,但一旦激光干涉仪空间天线(LISA)在2030年代末的某个时候进入轨道,那么研究人员将能更详细地研究这个灾难性的变量。这一系列卫星将被用来探测引力波--这些恒星舞伴将产生引力波。
一个小时,诺物刷爆屏耶,我也自己发一个,不share别人的了——所以接下来物理界的热点焦点问题就是Higgs、引力波和两暗新物理,以及量子信息量子计算机两个方向了,看近五年诺物趋势前者(寻找新物理)主要将致密天体动力学做为重要切入点或者说natrural laboratory(天然实验室),而后者尤其研制量子计算机一定是为我们前者服务滴了啦[嘻嘻][嘻嘻][挤眼][挤眼]——anyway,这三年诺物,一言难尽,去年的复杂系统不算,那个应该属于气候类~~感觉又回到19世纪末量子论提出时的情形,尤其是听关于Higgs实验报告时……
✋热门推荐