谜底揭晓(猜谜语)
2004年 , 天文学家发现了一些非常奇怪的现象 。他们发现 , 在大约6200光年之外 , 一个发出不可见紫外线光的环形星云 , 包围着一颗恒星 。
在银河系中 , 没有任何东西与它类似 , 这使得我们很难弄清楚这个被命名为蓝环星云的天体 , 到底是怎么成为现在这个样子的 。
图解:2014年 , 被星系演化探测器发现的蓝环星云 。图源:sciencemag
我们现在终于有了一个可行的答案 。围绕在这颗名为TYC 2597-735-1恒星周围的复杂结构 , 是两颗恒星合并之后的结果 。
事实证明 , tyc2597-735-1曾经是一个双星系统;不到5000年前 , 这两颗恒星在宇宙漫步中合二为一 。这个星云 , 就包含着在这一暴力事件中 , 恒星喷出的气体和碎片 。
天文学家说 , 这是人类迄今为止 , 发现的最年轻的合并双星之一 , 它给恒星合并的各种故事 , 提供了一种类似金发姑娘风格的 “缺失环节” 。
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小组论文的主要作者、加州理工学院的天文学家凯里 霍德利说:“两颗恒星的合并相当普遍 , 但因为它们喷出的物质在太空中膨胀、冷却 , 它们很快就会被大量尘埃所遮蔽 , 这意味着我们看不到实际发生了什么 。”
“当尘埃最终散去 , 我们有一个清晰的视野可以观测后 , 我们认为这个物体 , 代表了这些短暂事件的后期阶段 。我们在它消失之前 , 捕捉到了这个过程;一段时间之后 , 星云会消失在星际介质中 , 那时 , 我们根本无法分辨出到底发生了什么 。”
双星系统在整个银河系中非常普遍 。
图解:艺术创作图像——年轻的双星系统 。图源:zmescience
银河系中 , 高达85%的恒星可能是双星系统 , 甚至有可能是三星或四星系统 。
有证据表明 , 所有恒星的生命都是从有伴星开始的(可能在某个地方 , 就有太阳的一个走失的孪生兄弟) , 这意味着双星系统 , 无论是分离的双星 , 还是合并的 , 它们的潜在数量是天文数字级的 。
【猜谜语 谜底揭晓】这并不意外 。对于任何两颗在相同轨道上的恒星 , 当它们的轨道失去能量时 , 轨道很有可能会衰变 , 导致它们相向旋转 , 并最终发生碰撞 。
但是 , 在最近的区域 , 我们只看到过一次这样的合并 。在银河系 , 最近的一次恒星合并发生在2008年……这是已知记录中 , 第一次出现这样的事件 。
蓝环星云可能是下一个最年轻的星云 。
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哥伦比亚大学的天体物理学家布赖恩梅茨格所设计的理论模型显示 , 星云奇特的形状、紫外线光晕和复杂的环状结构 , 与发生在不到5000年前的一次事件中 , 从中心物体向外爆炸的一对圆锥状物质 , 最为吻合 。
霍德利说:“布莱恩不仅仅是能解释我们所看到的数据 , 他基本上在他看到之前 , 他就预测到我们所观测的情况了 。
他会说 , ‘如果这是一次星际间的合并 , 那么你应该看看X’ , 然后他就会说 , ‘是的!我们看到了!”
这些模型所描述的 , 最有可能的情况是 , 一开始是两颗恒星 , 一颗的质量大约与太阳相当 , 另一颗较小的伴星 , 质量约为太阳的十分之一 。
图解:艺术创作图像——双星系统GG 金牛-A周围的尘埃和气体 。图源:scitechdaily
当这颗类似太阳的大恒星接近生命的尽头时 , 它开始膨胀 , 最终离伴星非常近 , 以至于使伴星吸收了一些较大恒星的质量 。
较小的恒星 , 无法容纳这些额外的质量 , 就把多余的物质喷洒到系统的第二个拉格朗日点上 , 在这里旋转 , 成为了围绕这两颗恒星的圆盘 。
与此同时 , 较小的恒星向较大的恒星靠拢 , 从而开始了失控的合并进程 。
当正在合并的恒星喷出气体状外壳时 , 圆盘起到了一种项圈的作用 , 将物质控制住并整形为两个圆锥形 , 爆炸喷洒开 。
每一个圆锥形都太模糊了 , 无法单独看到 。但是 , 由于我们的视线角度问题——几乎是直视其中一个圆锥形——两个圆锥形看起来是重叠的 。
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这就是我们在蓝环星云中看到的 , 当氢物质碰撞时 , 被星际介质所激发 , 紫外线环发出可见蓝光 。我们还可以看到 , 在圆锥形剧烈运动的前端 , 被激发的氢像两个重叠的环 , 发出红光 。
至于恒星TYC 2597-735-1本身 , 它目前的质量在1.1-2个太阳质量之间 , 很可能是从主星序中演化出来的 , 在其核心中不再熔化氢 。它可能正在成为一颗白矮星 , 这是质量差不多与太阳相同的恒星 , 开始逐渐进入“死亡”阶段 。
最后 , 弄清楚TYC 2597-735-1和蓝环星云在恒星进化树上的位置 , 可能有助于我们弄清 , 这些恒星碰撞在我们星系中发生的频率 。
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图解:艺术创作图像——一对绕轨道运行的白矮星 。图源:sci-news
“我们看到 , 很多双恒星系统都有可能在某一天合并 , 我们认为我们已经确定了一些几百万年前合并的恒星 。但在这之间到底发生了什么 , 我们却几乎没有任何相关数据 , ”梅茨格说 。
“我们认为在我们的银河系中 , 可能有大量恒星合并的年轻残余物 , 而蓝环星云可能会向我们展示它们的样子 , 以便我们能够识别更多的类似天体 。”
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