天文學家可以通過一顆恆星發出的光來了解很多情況。例如，顏色可以顯示恆星表面溫度以及恆星內部和周圍的元素。亮度與恆星的質量有關，對許多恆星來說，亮度波動，有點像閃爍的蠟燭。由加州大學聖巴巴拉分校馬斯·庫普弗領導的一組科學家現在發現了一種新的脈動發生器，這種脈動發生器的亮度每五分鐘變化一次，其研究研究結果發表在《天體物理學》上。
加州大學聖塔芭芭拉分校卡弗裡理論物理研究所(KITP)的博士後學者庫普弗說：許多恆星都有脈動，甚至太陽也在非常小的尺度上有脈動。一個真正的脈動發生器，由於其溫度、半徑或兩者的周期性變化，其亮度可變化10%左右。亮度變化最大的通常是徑向脈動器，當整個恆星的大小發生變化時，它們就會『呼吸』進來和出去。通過詳細研究脈動，天文學家可以了解這些恆星的內部特性。
起初，庫普弗和加州理工學院的科學家在Zwicky瞬態觀測設施(帕洛瑪天文臺)的觀測中尋找脈動周期不到一小時的雙星。其中四顆因為亮度在短短幾分鐘內發生了巨大變化而脫穎而出。後續數據很快證實，它們確實是脈動發生器。Kupfer和加州理工學院的合作者們，以及前加州大學聖巴巴拉分校的博士生Evan Bauer和KITP的主任Lars Bildsten一起研究，現在已經確定這些突出的恆星是熱亞矮星脈動器。
亞矮星是一顆直徑約為太陽十分之一的恆星，質量在太陽的20%到50%之間。它們非常熱，表面高達5萬攝氏度，而太陽的溫度才6千攝氏度。這些恆星已經把核心的所有氫都熔合成氦，這就解釋了為什麼它們那麼小脈動那麼快。這一發現令人驚訝，科學家們此前並沒有預測到這些恆星的存在，但現在回想起來，它們很符合恆星演化的主要模型。由於這些恆星的質量較低，研究小組認為，它們最初是典型的類太陽恆星，其核心將氫聚變成氦。
在耗盡核心的氫之後，恆星膨脹到紅巨星階段。通常，一顆恆星會達到它最大的半徑，並開始在核心深處聚變氦。然而，科學家們認為，這些新發現的恆星外層物質是在氦變得足夠熱、密度足以聚變之前被一個伴星偷走的。在過去，熱亞矮星幾乎總是與變成紅巨星的恆星有關，核心開始融合氦，然後被伴星剝離。新發現表明，這個群體包括不同類型的恆星，有些會發生氦聚變，有些則不會。
恆星的脈動使科學家能夠探測質量和半徑，並將這些測量值與恆星模型進行比較，這在以前是不可能的。現在能夠通過將它們與由相對冷的氦組成低質量核理論模型進行匹配，來理解這種快速的脈動。天空觀測正在改變天文學，茨威基瞬態觀測設施正在幫助開拓這一方法。這一最新結果是一個完美的例子：通過觀察遙遠恆星在短短幾分鐘內的脈動，天文學家對恆星演化獲得了意想不到的洞見。
博科園｜研究/來自：加州大學聖巴巴拉分校參考期刊《天體物理學》DOI: 10.3847/2041-8213/ab263c博科園｜科學、科技、科研、科普