藍離散星

藍離散星

藍離散星是球狀星團中常見的位於主序“折項點”藍邊的恆星。藍離散星因為其特殊的觀測特徵受到越來越多的關注。這類星與標準的恆星演化理論不符,同時因為它們亮而藍,幾顆藍離散星可以極大地改變一個星團的積分光譜特性,所以在星族和星團研究中非常重要,而它們的形成途徑對其觀測特徵起著關鍵性作用。

基本介紹

  • 中文名:藍離散星
  • 外文名:Blue straggler stars,BSS
  • 解釋模型:恆星碰撞和物質傳輸
  • 學科:天文學
  • 別名吸血鬼恆星
  • 定義:溫度較高、光度更高的藍色恆星
簡介,假說,相關報導,

簡介

疏散星團或球狀星團中與其他主序成員成表面溫度較高、光度更高的藍色恆星。因此,在星團的赫羅圖中,它們的位置有別於星團的其他成員。按理說,光度這樣高的恆星在球狀星團和年老的疏散星團中應早已離開主序,進入演化。藍離散星看似違背了現行恆星演化的標準理論,因為在同時誕生的恆星在赫羅圖上應該很明確的位在同一條曲線上,而由此依位置可以測量出它們原始的質量。因為藍離散星偏離了這條曲線,顯示它們在恆星演化中有不同的經歷。
星團在相對較短的時間內形成,這也就意味著星團內的恆星年齡大致相同。由於明亮的大質量恆星燃燒速度較快加之球狀星團的年代非常悠久,可能只有低質量恆星仍在發光。然而,事情並非如此。在確定情況下,球狀星團內的恆星會上演第二春,獲得額外燃料,大幅提高亮度。這種現象只有恆星吸收鄰居物質或者發生相撞情況下才會出現。重新煥發生機的恆星被稱之為“藍離散星”,質量大和亮度高是它們的主要特徵。
隨著球狀星團走向衰老,大質量恆星開始朝著星團中央移動,這種過程與沉降類似。擁有較大質量的藍離散星更容易出現“沉降”。由於亮度高,科學家很容易對其進行觀測。為了進一步了解球狀星團的衰老過程,研究小組對21個球狀星團內的藍離散星分布進行了測繪以及其他觀測。哈勃望遠鏡對其中20個星團的擁擠中央進行了高解析度成像,地面望遠鏡則負責對恆星密集度較低的外部區域進行成像。
通過對觀測數據進行分析,科學家發現一些球狀星團看上去很年輕,藍離散星分布廣泛;更多球狀星團顯出老態,藍離散星集中在中部;還有一些星團正處在老化階段,距離核心最近的恆星開始朝中央移動。博洛尼亞大學的芭芭拉-蘭佐尼表示:“雖然這些星團差不多在同一時期形成,但演化速度卻存在巨大差異。具體到快速衰老的球狀星團身上,我們認為沉降過層可能在幾億年內完成,而那些衰老速度最慢的球狀星團可能需要數倍於當前宇宙年齡的時間才能完成這一過程。”
隨著質量最大的恆星沉降到中央,球狀星團最終發生核心塌陷,星團中央的恆星密集度達到極端程度。科學家對導致核心塌陷的過程已經有了相當了解,主要因素包括恆星的數量、密集度和移動速度。不過,整個過程的速度仍是一個未知數。這項研究提供了第一個證據,證明不同球狀星團如何快速走向衰老。

假說

關於藍離散星的解釋有很多種,主要分為單星論和多星相互作用論。現在看來,單星的“返老還童”不太可能,只有多星相互作用更有可能。主要有兩種解釋模型:恆星碰撞和物質傳輸。
1:恆星碰撞:兩顆恆星的合併只會創造出一顆質量更大的恆星,這顆恆星的表面溫度會比同年齡的恆星更熱和更亮。如果這種理論是正確的,則藍離散星就不會成為恆星演化理論上的問題,合併後的恆星在核心會有更多的氫,使它的行為像較年輕的恆星。有證據支持這種看法,在星團內藍離散星的數量明顯的與恆星的密集度有關,越密集處的術量越多,特別是在球狀星團的核心區域。因為在單位體積內的恆星數目越多,碰撞和密接的機會越高,而星團內確實比其他區域更容易發生。
檢驗這種假說的一種方法是研究藍離散星中的脈動變星。在星震學中,合併的恆星在脈動上的特性會與一般的恆星有所不同,或許可以測量出其間的差異。儘管在擁擠的區域中經常能找到小光度振幅的藍離散星,然而,在缺乏明顯的藍離散脈動星下,脈動的測量是非常困難的。
2:物質傳輸:由一顆大質量星和一顆小質量星組成的雙星系統,大質量星先演化成為超巨星並充滿它的洛希半徑(雙星的允許半徑),這樣就成了一對半相接雙星,紅巨星給沒有演化的小星傳送物質,小型的質量變大,同時溫度增高(變藍),光度增高,成為看似“掉隊”的藍離散星。
最近的研究顯示藍離散星的碳和氧比附近區域的其他恆星要少,這意味著一顆恆星的變熱和變藍是從軌道上的另一顆恆星攫取物質所導致的;而質量被竊取的恆星會使得原本在深層含有較多碳和氧等重元素的區域被暴露在表面。
藍離散星的自轉迅速,通常都在太陽的75倍以上,質量也是星團中其他成員的2-3倍。

相關報導

2011.5.25:在銀河系 充滿恆星的古老核球區,NASA哈勃太空望遠鏡的銳眼已經發現了罕見的古怪恆星 ——藍離散星。這是我們首次在我們星 系的核球區發現此類天體。藍離散星的名稱是因為它們看似在演化上遠遠落後於周圍的老年恆星(按通常的演化序列,這樣的藍色恆星早該變成白矮星中子星了)。
藍離散星
本發現是2006年一項為期7天的 哈勃巡天項目的 副產品——人馬座天窗凌星系外行星搜尋(SWEEPS)項目。哈勃凝視離我們2.6萬光年的擁擠的銀河核心區,獲得了18萬顆恆星的光度變化信息。

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