天文學家新發現了一顆特殊的單側脈衝恆星

2020-12-06 天文在線

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簡介：數十年前曾被預測的一類新型的僅一側脈衝的恆星，首次被天文學家發現。幾乎所有恆星都會因其內部脈動有節奏震蕩，但HD74423因被一顆紅矮星的引力扭曲故產生不平衡震蕩，TESS仍在收集宇宙中恆星數據，這樣的恆星不會是唯一。

宇宙帶來了另一個驚喜，而這一次，它就在我們眼皮底下。天文學家在距離地球僅1500光年的地方發現了一顆跳動的恆星，但只有一側脈衝。儘管早在十幾年前，人們就預測過這樣的天體，但這仍然是我們第一次真正地看到它。

恆星脈衝 圖源：Bing

「從理論上來講，我們在20世紀80年代就認識到這樣的恆星應該是存在的，」英國中央蘭開夏大學的天文學家唐·庫爾茲表示，「我期待見到這樣的恆星近40年了，現在我們終於發現了其中一顆。」

這顆恆星被命名為HD74423，是一顆A型主序恆星，質量約為太陽的1.7倍，而且更年輕（儘管很難精確地測量出它的實際年齡）。

它那奇怪的脈衝行為最早是由平民科學家發現的，他們仔細研究了NASA尋找系外行星的太空望遠鏡TESS的數據，探尋其中的異常現象。由於無法確定自己所看到的是什麼，他們將這些帶給了更專業的天文學家尋求幫助。最終，在庫爾茲和波蘭哥白尼天文中心的天文學家傑拉德·漢德勒那裡，他們找到了答案。

恆星內部的波動並不罕見。很多恆星——也許是所有的恆星——都在有節奏地振動，這是由恆星內部的波動引起的。這些波動通常被認為是由對流和恆星磁場產生的。就像地震可以用來探測地球內部一樣，它們也可以揭示恆星內部的情況。但是在HD74423之前的所有其他恆星中，這些振蕩可以在全球範圍內——也就是在該恆星的整個表面被檢測到。為什麼唯獨HD74423這麼奇怪呢？

恆星的磁場 圖源：Bing

其實它有一個夥伴，一個十分親近的夥伴——這顆跳動恆星的雙星伴侶是一顆紅矮星。這兩顆星球被鎖定在一個只有1.6天文單位的超密軌道上。在那附近，紅矮星的引力使HD74423變形，使其更接近於雞蛋或是淚滴的形狀。不僅僅是組成HD74423的物質被扭曲了，紅矮星伴星同樣也扭曲了它的振蕩形式。這就是造成HD74423奇怪表現的原因。

HD74423恆星靠近紅色矮星繞軌道運行 圖源：NEW ATLAS

「當這雙星相互環繞運行時，我們可以看到這顆脈動恆星的不同部分，」西班牙卡納裡亞斯天體研究所的天文學家大衛·瓊斯說，「有時我們看到指向伴星的那一面，有時我們看到的是外表面。」

然而這並不是HD74423唯一奇怪之處。當研究者進一步測試天體時，澳大利亞雪梨大學的天文學家西蒙·墨菲注意到一些不尋常的化學元素豐度。「我首先注意到的是，它是一顆化學性質奇特的恆星。通常像這樣的恆星應該富含金屬元素，但它的金屬含量很低，是一種罕見的熱恆星。」墨菲表示。

低金屬豐度是真正古老恆星的決定性特徵之一，但HD74423不同，它是一種化學性質奇特的物質，被稱為「蘭姆達·博蒂斯星」。它的低金屬豐度可能是由於吸收了周邊環境中金屬耗盡的氣體。這與恆星的不平衡振蕩完全沒有關係，完全是巧合。這依然是令人高興的一點，儘管在各方面顯得奇怪，但最終指向的都是一個更加具體的恆星形象。

編號 SMSSJ031300.36-670839.的古老恆星 圖源：SOHO

「作為研究TESS數據的恆星天文學家，我們達成了一個非常一致的協議，那就是在把我們的研究結果提交給《科學警報》雜誌之前，要先在工作團隊中與大家分享。」墨菲告訴《科學警報》，「那時，這兩個團隊意識到他們在為同一顆星工作，於是我們合作了。即使在學術界，這也是一種罕見的工作安排，它正在為我們帶來回報。」既然知道了該尋找什麼，天文學家們認為我們將發現更多近在眼前的單側脈衝恆星。

這顆恆星的特質在先前沒有被注意到是因為可用工具不多。現在，TESS正在盯著天空更大的區域，收集成千上萬顆恆星的數據。此外，公民科學的規模比以往任何時候都大——畢竟，人類的眼睛比人工智慧更善於發現數據中的差異和光點。

TESS巡天望遠鏡 圖源：Bing

目前有超過16000名志願者正在梳理TESS的觀測結果，尋找行星和其他不尋常的事件(如果你感興趣，可以加入這裡)。這是一個數字遊戲。

墨菲說：「當你經歷一場像這樣的數據質量革命時，你經常會看到新的現象。」「我們可能會發現更多這種具有潮汐捕獲脈動的恆星，但它們仍然非常罕見。如果你觀察數十萬顆恆星，你偶爾才能發現超級稀有的物體。」

現在天文學家知道了這樣的恆星在數據中是什麼樣子的，他們可以利用這些知識在檔案中搜索更多信息。與此同時，天文學家仍在繼續對HD74423進行研究。他們仍在收集觀測數據，並致力於用數學方法描述二元系統的行為。

作者： Anonymity

FY: Plusone

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