白矮星揭示了宇宙中碳起源

2020-08-28 軍機處留級生

對白矮星的新分析支持了它們作為碳的關鍵來源的角色,碳是銀河系和其他星系中所有生命的關鍵元素。

大約90%的恆星以白矮星的形式結束它們的生命,白矮星是一種非常密集的恆星殘餘物,在數十億年的時間裡逐漸變冷變暗。然而,在它們崩潰前的最後幾次呼吸中,這些恆星留下了一個重要的遺產,它們通過富含化學元素的恆星風將它們的灰燼擴散到周圍的空間,這些化學元素包括碳,是在恆星死亡前的最後階段在恆星內部深處新合成的。

宇宙中的每個碳原子都是由恆星通過三個氦核的融合而產生的。但是天體物理學家仍然在爭論哪種類型的恆星是我們銀河系中碳的主要來源。一些研究傾向於低質量恆星,它們在恆星風中被吹掉外殼,變成白矮星,而另一些研究傾向於最終爆炸成超新星的大質量恆星。

開放星團是由幾千顆恆星組成的集團,由相同的巨大分子雲和大致相同的年齡形成,並通過利用恆星演化理論,我們可以追溯到原始恆星,並推導出它們出生時的質量。

恆星的初始質量和它們q系的恆星產生的,最終被46億年前形成太陽及其行星系統的原材料所捕獲。

現在我們知道這些碳來自出生質量不小於太陽質量1.5倍的恆星。

白矮星是了解銀河系形成歷史的重要宇宙探測器。從初始質量到最終質量的關係也是超新星質量下限的決定因素,超新星是遠距離觀測到的巨大爆炸,對於理解宇宙的本質非常重要。

通過結合宇宙學和恆星演化的理論,研究人員得出結論,接近死亡的明亮的富含碳的恆星,與本研究中分析的白矮星的祖先非常相似,目前正在對非常遙遠的星系發出的大量光做出貢獻。這種帶有新產生的碳特徵的光,通常被大型望遠鏡收集來探測宇宙結構的演化。對這種光的可靠解釋取決於對恆星中碳的合成的理解。

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  • 科學家解釋了宇宙中碳的起源,對碳基生命的產生有著決定性的幫助
    恆星的部分物質會被拋灑到宇宙當中,隨後通過恆星風傳播到更遠的地方去。這些物質將形成下一代的恆星系統,同時也包含有許多對生命產生至關重要的化學元素,比如碳。在星雲 NGC 6565中,恆星風吹過後,氣體雲從恆星中噴出。
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  • 垂死恆星釋放出的碳,為地球生命的誕生,做出了決定性的貢獻
    一些垂死恆星通過壯麗的行星星雲將氣體外殼和塵埃拋向宇宙,這些灰燼通過恆星風傳播,富含許多不同的化學元素,包括碳。在發表在《自然天文》期刊上的一項研究表明,這些恆星揭示了碳在銀河系和其它星系的起源。約翰·霍普金斯大學物理與天文學系副研究科學家傑弗裡·卡明斯說:這些發現對恆星如何以及何時產生碳提出了新的嚴格限制。
  • 垂死恆星釋放出的碳,為地球生命的誕生,做出了決定性的貢獻!
    一些垂死恆星通過壯麗的行星星雲將氣體外殼和塵埃拋向宇宙,這些灰燼通過恆星風傳播,富含許多不同的化學元素,包括碳。在發表在《自然天文》期刊上的一項研究表明,這些恆星揭示了碳在銀河系和其它星系的起源。約翰·霍普金斯大學物理與天文學系副研究科學家傑弗裡·卡明斯說:這些發現對恆星如何以及何時產生碳提出了新的嚴格限制。
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  • 這裡發生了白矮星合併?
    (論文插圖)02詭異的大氣成分通常在形成白矮星之前,恆星要經歷紅巨星的階段。紅巨星最核心的氫已燒完,內部會開始進行氦的燃燒以形成碳氮氧等元素。到此,由於白矮星內部溫度不夠高,不足以支撐核心下一步的核反應。等到內部燃料再次燃燒完畢,紅巨星就會拋散絕大多數星體外層的結構而裸露成白矮星。所以儘管白矮星「樣式繁多」,大部分的白矮星都是由碳、氧組成的。
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