天文学家观测到球状星团白矮星的迁移运动

2015-10-24 10:50 作者:admin 来源:

天文学家观测到球状星团白矮星的迁移运动

  杜鹃座47的中心区域集中分布着大量恒星。左图的方框区域放大之后,在可见光波段很难辨别出正在演化成白矮星的恒星(右上图)。而在紫外线波段下恒星由于温度极高而非常明亮,因此较容易辨别出来(右下图)。

  白矮星是原始恒星的最终残骸,此时恒星结束了内核融合反应逐渐冷却下来,同时质量减小。它被从球状星团中心驱逐出来,迁移到更远的轨道。虽然天文学家们早就知道该过程,但是在此之前他们从未在现实中观察到过这个现象。

  最近哥伦比亚大学杰里米·黑尔博士领导的一个天文学家小组使用哈勃望远镜观察到了大约3000颗白矮星的迁移运动。这些白矮星位于杜鹃座47星团——一个位于南天星座杜鹃座的球状星团,距离地球大约16,700光年。

  “我们之前就已经观察到了最终场景:白矮星已经完成迁移运动,停留在星团的外围轨道。”黑尔博士说,“而在最近发表的论文中,我们又对比研究了星团中四分之一的年轻白矮星,结果发现了它们的向外运动过程。它们的分布大体上与自身质量相关。”

  借助于哈勃望远镜的3号广域摄像机,天文学家们追踪了一群不同年龄的白矮星的运动。他们发现一群6百万年年龄的恒星刚刚离开星团核心,开始向外运动。而另一群大约1亿年年龄的恒星已经抵达了远离星团中心的新位置,距离初始位置大约1.5光年。

  “在演化成为白矮星之前,这些迁移过程的恒星仍是整个星团中质量最大的天体之一,其质量数量级大概与太阳相当,”该研究的另一名天文学家、意大利佩鲁贾大学博士伊利撒·安东里尼说,“这在我们预料之内,我们事先就知道恒星向外运动时将会损失质量。然而让我们感到惊奇的是那些最年轻的白矮星才刚刚开始它们的旅程,这证实了恒星在后期阶段才损失了大量质量。”在恒星演化为白矮星的大约1亿年之前,它们膨胀形成红巨星。很多天文学家曾认为恒星在此阶段损失了大量质量。然而如果真是这样,恒星在红巨星阶段就应该被从星团中心放逐出来。

  “我们的观察结果显示白矮星只是刚刚开始从内向外的迁移,”研究小组中另一名合作成员、哥伦比亚大学的哈维·瑞秋尔说,“这说明恒星损失大量质量以及因此引起的迁移过程都发生在比之前认为的更后期的阶段。也就是说,恒星损失大量质量的过程发生在白矮星阶段,而不是红巨星阶段。”