恆星可能會持續快速旋轉,直到老年

2020-12-06 補補鳥說事

麻薩諸塞州劍橋-隨著年齡的增長,恆星可能會保留一些年輕的活力。天文學家在暮色中發現了一顆恆星,其旋轉速度比預期的快得多。這項發現支持了一個新想法,即某些恆星可能會發生磁性中年危機,而不是隨著年齡的增長而不斷減速,從而使它們不斷滾動。

科羅拉多州博爾德市太空科學研究所的天文學家特拉維斯·梅特卡夫(Travis Metcalfe)說:「減慢旋轉的速度……我們認為是在恆星的生命中無限期發生的,可能會在恆星的生命周期中被中斷。」明星的年齡 7月30日在第一次TESS科學大會上。

科學新聞》最新文章的標題和摘要(星期二和星期四)

94號水瓶座Aa星是水瓶座星座三星系統的成員,距地球約69光年。它的顏色和亮度表明,它處於恆星生命周期的一部分,即亞微階段,發生在太陽般恆星壽命即將結束時,因為它開始耗盡燃料。

但是很難確定一顆星星的年齡。恆星演化理論預測,年輕恆星隨著年齡增長而失去角動量時會快速旋轉但會緩慢旋轉,這一過程稱為旋轉。因此,天文學家通常使用恆星的自旋速率來估計年齡。

不過,最近出現的數據引發了有關該老化方案是否正確的疑問。

NASA的克卜勒太空望遠鏡觀察了2009年至2018年期間遙遠的恆星是否有繞行星運行的跡象(SN在線:10/30/18),跟蹤了振蕩(或稱「地震」)如何在恆星內部波動,這是一種稱為星震學的技術。這些漣漪的速度與恆星的質量和內部結構緊密相關。結構會隨著恆星的壽命而變化,因此,星震學是估算恆星年齡的好方法。2016年,梅特卡夫(Metcalfe)及其同事在《自然》雜誌上報導說,克卜勒發現的老恆星旋轉速度太快了。年輕的恆星遵循自旋下降趨勢,但在中年左右,恆星的自旋速度趨於平穩。

梅特卡夫說,作為衰老的亞細亞,94 Aquarii Aa是一個很好的測試用例。他使用了美國宇航局的瞬變系外行星調查衛星(TESS)或克卜勒的後繼者TESS,通過星震學估算了恆星的年齡和質量。他發現它大約有62億年的歷史,是太陽質量的1.2倍。(相比之下,太陽有45億年的歷史。)

如果它一生都在旋轉,那麼質量如此之星現在應該每78天旋轉一次。但是以前用地面望遠鏡進行的測量表明,恆星每47天旋轉一次。

梅特卡夫說:「唯一解釋這種年齡的自轉周期的方法是,這種停轉的自轉必須在中年左右開始。」 「這是一支抽菸的槍。」他希望在TESS任務過程中,再用數百顆恆星重複該實驗。

恆星可能會由於磁場的中年變化而停止減速。恆星的磁場驅動其恆星風,恆星風將質量和角動量帶離恆星,從而減慢了恆星的速度(SN Online:7/29/19)。梅特卡夫說,但是如果磁場在恆星的生命周期中改變其幾何形狀,從控制整個恆星轉變為更小尺度的磁場,這可能會削弱磁場對恆星自轉的控制。

哥倫比亞大學的天文學家傑森·柯蒂斯說:「這是我們第一次看到令人信服的證據,證明您必須調用(已停止的減速)來解釋亞細微巨星的旋轉。」 他說,天文學家對梅特卡夫及其同事以前使用克卜勒數據所做的工作抱有很大的懷疑,但是「每當他們從不同角度看待它時,就會變得更有說服力。」

不幸的是,結果可能意味著天文學家不再能夠使用恆星的自旋速度來猜測年齡。柯蒂斯說:「如果那顆恆星不再起作用,那就太可惜了。」

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