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天文学家以前所未有的细节捕捉恒星风

  • 科学
  • 2020-09-18 08:35:23
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天文学家对行星状星云的形状做出了解释。该发现是基于对衰老恒星周围恒星风的一组观测结果。与普遍的共识相反,研究小组发现恒星风不是球形的,而是具有类似于行星状星云的形状。研究小组得出结论,与伴随的恒星或系外行星的相互作用会同时影响恒星风和行星状星云。研究结果发表在《科学》杂志上。

垂死的恒星膨胀而凉爽,最终成为红色巨人。它们产生恒星风,恒星排出的粒子流,从而使它们失去质量。由于缺乏详细的观察,天文学家一直认为这些风是球形的,就像它们环绕的恒星一样。随着恒星进一步发展,它再次变热,恒星辐射使膨胀的恒星材料喷射层发光,形成行星状星云。

几个世纪以来,天文学家一直在黑暗中观察到行星状星云的各种形状。所有的星云似乎都具有一定的对称性,但是几乎从来都不是圆形的。“最终将变成红色巨人的太阳像台球一样圆,所以我们想知道:这样的恒星如何产生所有这些不同的形状?” 通讯作者Leen Decin(KU Leuven)说。

她的团队在智利的ALMA天文台(世界上最大的射电望远镜)观察到冷红巨星周围的恒星风。他们有史以来第一次收集了大量详细的观测资料,每个观测资料都使用完全相同的方法。这对于能够直接比较数据并排除偏差至关重要。

天文学家所看到的使他们感到惊讶。德金教授说:“我们注意到这些风不是对称的,而是圆形的。” “它们中的一些实际上与行星状星云的形状非常相似。”

同伴

天文学家甚至可以识别不同类别的形状。“一些恒星风是盘状的,其他的则是螺旋形的,在第三组中,我们确定了圆锥。” 这清楚地表明这些形状不是随机创建的。研究小组意识到,垂死恒星附近的其他低质量恒星甚至重行星正在造成不同的模式。这些同伴太小且昏暗,无法直接检测到。Decin解释说:“就像用牛奶在一杯咖啡中搅拌的汤匙会产生螺旋状一样,同伴在它围绕恒星旋转并形成恒星风时会向其吸取物质。”

该团队将这一理论应用于模型中,实际上是:恒星风的形状可以由围绕它们的同伴来解释,而凉爽的演化恒星由于恒星风而失去质量的速率是一个重要参数。德钦:“我们所有的观察都可以用恒星有伴星这一事实来解释。”

直到现在,有关恒星演化的计算都是基于这样的假设,即像太阳一样老化的恒星具有球形恒星风。“我们的发现变化很大。由于过去没有考虑过恒星风的复杂性,因此以前对旧恒星质量损失率的任何估计都可能有多达10倍的错误。” 该团队现在正在做进一步的研究,以了解这将如何影响恒星和银河系演化的其他关键特征的计算。

太阳的未来

这项研究还有助于设想太阳在70亿年死亡后的样子。“木星,甚至土星-因为它们的质量如此之大-将影响太阳在螺旋星,蝴蝶或我们今天在行星状星云中看到的任何其他引人入胜的形状的中心度过的最后一千年,” Decin笔记。“我们的计算现在表明,在即将死去的太阳的恒星风中将形成一个弱螺旋。”

合著者MiguelMontargès(KU Leuven)说:“探索第一批图像时,我们感到非常兴奋。“每颗恒星,以前只是个数字,本身就已经成为一个个体。现在,对我们来说,它们有了自己的身份。这是进行高精度观测的魔力:恒星不再仅仅是点了。”

这项研究是ATOMIUM项目的一部分,该项目旨在了解更多有关旧恒星的物理和化学的信息。“凉爽的恒星被认为很无聊,古老而又简单,但是我们现在证明它们并非如此:它们讲述了后来发生的事情。我们花了一些时间才意识到恒星风可以像玫瑰花瓣一样(例如,见拉奎拉(R Aquilae)的恒星风),但正如安托万·德·圣埃修伯里(Antoine deSaint-Exupéry)在他的《小王子》(Le Petit Prince)一书中说的那样:“请注意,每当玫瑰升起时,玫瑰就变得非常重要。 ”(“您花在玫瑰上的时间使玫瑰变得如此重要。”)

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