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哈勃探索大麦哲伦星云中星团的形成和演化

  • 科学
  • 2019-09-10 11:46:16
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正如同龄人在外观和形状上的差异很大,恒星或恒星聚集体也是如此。来自美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的新观测表明,仅仅按时间顺序年龄并不能说明星团的演化。

以前关于星团形成和演化的研究表明,这些系统在形成之前趋向于紧凑和致密,然后随着时间的推移而扩展成为小尺寸和大尺寸的集群。大麦哲伦星云(LMC)星系中新的哈勃望远镜观测增加了我们对LMC中星团大小如何随时间变化的理解。

星团是许多(最多一百万)星的聚合体。它们是活跃系统,其中恒星之间的相互引力相互作用随时间改变它们的结构(天文学家称之为“动态演化”)。由于这种相互作用,重星倾向于逐渐下沉到星团的中心区域,而低质量恒星可以从系统中逃逸。这导致簇核在不同时间尺度上的渐进收缩,并且意味着具有相同时间年龄的星团由于其不同的“动态年龄”而在外观和形状上可以变化很大。

LMC位于离地球近16万光年的地方,是银河系的卫星星系,拥有覆盖各个年龄段的星团。这与我们的银河系不同,银河系主要包含较老的星团。LMC中星团观察到的尺寸随年龄的变化非常令人费解,因为年轻的群体都是紧凑的,而最古老的群体既有小型又有大型。

所有星团,包括LMC中的星团,都被发现存在一种特殊类型的重新振星,称为蓝色散射者。在某些情况下,恒星会获得额外的燃料,使它们膨胀并大大提亮它们。如果一颗恒星从邻居身上扯下物质,或者它们发生碰撞,就会发生这种情况。

由于动态老化,当群集老化时,较重的恒星沉入群集的中心,在类似于沉积的过程中称为“中心隔离”。蓝色落后者很明亮,使得它们相对容易观察,并且它们具有高质量,这意味着它们受到中心隔离的影响并且可以用于估计星团的动态年龄。

意大利博洛尼亚大学的弗朗切斯科费拉罗和他的团队使用哈勃太空望远镜观察了不同大小的五个(同期)旧LMC星团中的蓝色散射体,并成功地根据它们的动力年龄对它们进行排序。

此图显示了星团中蓝色散射体形成的两种方式。左图显示了碰撞模型,其中两个低质量恒星在过度拥挤的环境中经历正面碰撞,将其燃料和质量相结合,形成一颗热星。右边的插图描绘了“吸血鬼”模型,该模型由一对经历转换的恒星组成,较低质量的恒星排出其较大质量的氢伴星,为其重生提供动力。图片来源:NASA / ESA

“我们证明了星团的不同结构是由于不同的动态老化水平:它们处于不同的物理形状,尽管它们出生在相同的宇宙时间。这是动态老化的第一次影响。在LMC集群中测量“费拉罗说。

“这些研究结果为进一步研究提供了有趣的领域,因为它们揭示了阅读LMC星团观测模式的新颖而有价值的方式,为LMC星系中的星团形成历史提供了新的线索,”共同作者Barbara Lanzoni补充道。

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