天文學家發現擁有純氧大氣層的新類型白矮星

2021-01-10 網易科技

2016-04-01 06:32:20 來源: 網易科技報導

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網易科技訊 4月1日消息,據TheVerge網站報導,研究人員首次觀察到一顆被主要是氧氣組成的大氣層包圍的白矮星。這種超級密集的死亡恆星類型具有氧氣大氣層是前所未見的,儘管天文學家一直懷疑這種恆星是存在的。這一獨特發現將改變我們對恆星進化以及恆星死亡時的理解。

為了發現這一獨特的殭屍恆星,一支國際研究人員小組仔細查閱了斯隆數字巡天(Sloan Digital Sky Survey,縮寫為SDSS)的數據——這一項目測量了整個宇宙天體產生的光的色線,這些光譜線可以提供組成恆星大氣層的元素類型的信息。利用這些數據,研究人員發現一顆名為SDSS J124043.01+671034.68的獨特白矮星大氣層裡並沒有任何氫或者氦,環繞它周圍的幾乎是純氧氣。「這完全出乎我們的意料,」研究作者、南裡奧格蘭德聯邦大學的天文學家克卜勒•奧利維拉(Kepler Oliveira)這樣說道。

這一發現出人意料,因為它並不符合我們目前對恆星死亡時情形的理解。一般來說,當類似太陽的恆星燃料耗盡時,它便開始坍塌,隨著恆星變得更加緊湊,它會加熱,導致外層膨脹至恆星原始大小的100倍。最終這些外層將丟失,只剩下恆星的核心——昏暗的白矮星。

大多數恆星的氫和氦會隨著外層大氣一併丟失,但有些會殘留在白矮星的大氣層裡。氫和氦會漂浮在恆星表面頂端,因為它們相對較輕,較重的元素例如氧和氮則留在下方。「這和淘金是一個道理,」並未參與這項研究的哈佛大學研究生安德魯•範德伯格(AndrewVanderburg)這樣說道。「如果水裡有金子和沉積物,金子更重所以會沉到水底,但沉積物更輕,所以它們就漂浮在水面。」

在白矮星大氣層裡未發現任何氫和氦這個現象非常令人不解。這意味著發生了某種事件導致這兩種元素消失,使得氧氣成為恆星大氣層裡最輕的元素。然而研究人員並不確定這種事件是什麼,因為他們從未考慮過這種可能性。「我們並不會針對我們不知道存在的事情進行建模。」 奧利維拉說道。「現在我們知道這種恆星存在,就必須開始針對它建模。」

氫和氦的消失的一種可能解釋便是恆星還是紅巨星時經歷了巨大的熱脈衝,這場劇烈的大爆炸剝離了所有較輕的元素。另一種可能的場景便是這顆恆星其實是一個雙星系統的一部分。這兩顆恆星可能合併,從而引發了噴射氫和氦的大爆炸。然而,這些理論目前只是猜想而已,「我們並沒有具體計算顯示發生了(雙星合併),但這是我唯一能想到的解釋。」 奧利維拉說道。「它一定是來自雙星系統。」

研究人員將調查這一恆星具體發生了什麼,但與此同時這一白矮星的發現是天文屆的重大發現。「這是一種新類型的恆星,」 範德伯格說道。「我們並不知道它是如何形成的,但正是這種發現推動了天文學的發展,誰知道還會有多少激動人心的發現等待著我們。」(艾米麗)

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本文來源:網易科技報導 責任編輯: 李德雄_NT2021

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