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科學家可以通過一顆恆星發出的光來了解它的許多情況。比如，光的顏色揭示了恆星的表面溫度及其內部與表面的構成成分。恆星的亮度與質量是息息相關的，對許多恆星來說，當它們的亮度在波動時，就有點像閃爍的蠟燭一樣。由加州大學聖塔芭芭拉分校的研究員託馬斯·庫普弗領導的一隊科學家發現了一類新的脈動星，這類脈動星的亮度每五分鐘變化一次。他們的研究結果已發表在《天體物理學快報》上。
「許多恆星都在脈動，甚至我們的太陽也在一個非常小的規模內脈動。」這位來自加州大學聖塔芭芭拉分校的卡弗裡理論物理研究所(KITP)的博士後學者，庫普弗說到。由於溫度、半徑或兩者的周期性變化，一顆真正的脈動星的亮度變化範圍可以達到10%左右。他解釋說:「亮度變化最大的通常是徑向脈動星，當整個恆星改變大小時，它就會如『呼吸』般膨脹收縮。」通過詳細研究它們的脈動現象，科學家們可以了解這些恆星的內部特性。
（圖解：人像化太陽的脈動 圖源；jpl.nasa）
一開始，庫普弗和他在加州理工學院的同事們正從茲威基瞬變觀測設施(位於聖地牙哥附近的帕洛瑪天文臺的一臺巡天望遠鏡)所獲得的觀測結果中尋找周期小於一小時的雙星系統的蹤跡。但其中四顆因為在幾分鐘內亮度發生了巨大的變化而脫穎而出。隨後的數據很快證實它們實際上是脈動星，而不是雙星系統。
（圖解：圖為鯨魚座 uv 星，是一個雙星系統，都是紅矮星，用肉眼無法看到，距離地球約為8.7280光年。）
庫普弗與他在加州理工學院的合作者，前加州大學聖塔芭芭拉分校博士生埃文·鮑爾和卡弗裡理論物理研究所(KITP)主管拉爾斯·比爾德斯滕一起工作，現在已經確定這些突出的恆星是熱亞矮星脈動星。亞矮星是一種直徑約為太陽十分之一的恆星，質量在太陽的10%到50%之間。它們非常熱——高達90000華氏度，而太陽的溫度只有10000華氏度。比爾德斯滕說:「這些恆星肯定已經完全將其核心的所有氫熔合成了氦，這就解釋了為什麼它們這麼小，並且振蕩那麼快。」
這一發現令人驚訝。庫普弗解釋說，科學家此前並沒有預測到這些恆星的存在，但現在回想起來，它們的存在很符合恆星演化的主要模型。
由於這些恆星的質量較小，研究小組認為，它們最初是典型的類太陽恆星——在它們的核心中融合著氫和氦。在它們的核心將氫耗盡之後，恆星發展到紅巨星階段。通常這時，一顆恆星會膨脹到它的極致，並開始在核心深處融合氦。然而，科學家們認為，這些新發現的恆星的外層物質在核心的氦變得足夠熱、密度足以融合之前就被伴星偷走了。
紅巨星
曾經，熱亞矮星幾乎總會變成紅巨星，它們的核心開始融合氦，然後外層物質被伴星剝離。而這個新的發現表明，熱亞矮星中包括不同類型的恆星。「有些會發生氦聚變，有些則不會，」庫普弗說。
恆星的脈動使科學家能夠探測它們的質量和半徑，並將這些測量結果與恆星模型進行比較，這在以前是不可能的。「我們能夠通過將它們與那些由相對較冷的氦組成的輕質量核的理論模型相比較來理解它們飛快的脈動，」鮑爾說。
「巡天望遠鏡正在改變天文學，而茲威基瞬變觀測設施正在良性助長這種態勢。」負責監督美國國家科學基金會對該設施的資助的工作人員理察· 巴維尼斯說，「這個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，天文學家意外的加深了對於恆星演化的理解。」
（圖解：茲威基瞬變觀測設施拍攝的第一張夜空圖像。 圖源：space）
庫普弗相信未來還會有更多這樣的例子。他說:「我相信，像茲威基瞬變觀測設施這樣的大型時域勘測設施，將在未來帶來許多意想不到的發現。」
加州大學聖塔芭芭拉分校的這些研究工作成果得到了美國國家科學基金會以及戈登和貝蒂·摩爾基金會的支持。茲威基瞬變觀測設施是由美國國家科學基金會、美國國家航空航天局和海辛-西蒙斯基金會資助的。其他貢獻機構包括加州理工學院、華盛頓大學、馬裡蘭大學、柏林洪堡大學、魏茨曼科學研究所和波士頓大學，以及其他合作夥伴的國際合作。
作者: spaceanswers
FY: 吟遊詩人沙丘
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