![]()
![]()
失敗恒星的“第二次機(jī)會(huì)”
褐矮星是一類質(zhì)量介于行星和恒星之間,約為木星質(zhì)量的13到80倍的天體。在恒星世界,它們常被貼上“失敗恒星”的標(biāo)簽,原因是盡管它們的形成過程與普通恒星無異,即源自于星際氣體和塵埃云中大片過于致密的物質(zhì)區(qū)域發(fā)生塌縮,但它們未能從這些云中積累到足夠的質(zhì)量,從而無法在核心觸發(fā)氫聚變?yōu)楹さ?strong>核聚變過程。因此,它們也比其他的恒星同類暗得多、冷得多。
![]()
太陽、一顆小質(zhì)量恒星、一顆褐矮星、木星和地球的相對大小。(圖/NASA, ESA, SDO, NASA-JPL, Caltech, A.Simon (NASA-GSFC); Designer: E. Wheatley (STScI))
現(xiàn)在,在一項(xiàng)新發(fā)表于《天體物理學(xué)期刊》的研究中,一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一對彼此繞轉(zhuǎn)的褐矮星,它們正在共同對抗這種“失敗”:其中一顆褐矮星正主動(dòng)從另一顆褐矮星那里吸取物質(zhì)——這意味著它們最終可能并合形成一顆新的恒星,亦或者吸取物質(zhì)的那顆褐矮星獲得足以在核心觸發(fā)核聚變所需的質(zhì)量,并成為一顆真正的恒星。
一對藏在暗處的奇特雙星
由于褐矮星十分暗弱且難以探測,天文學(xué)家并不確定它們究竟有多常見。但據(jù)估計(jì),銀河系中可能多達(dá)有1000億顆褐矮星。和其他恒星一樣,這數(shù)十億顆褐矮星中有許多也是成雙成對存在的。
新發(fā)現(xiàn)的這對褐矮星被命名為ZTF J1239+8347,研究人員是在檢索了帕洛馬天文臺的茨威基暫現(xiàn)源設(shè)施(ZTF)捕獲的觀測數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。研究人員發(fā)現(xiàn)ZTF J1239+8347每隔57.41分鐘就會(huì)發(fā)生一次顯著的亮度變化。進(jìn)一步的分析顯示,這是一對彼此極近距離繞轉(zhuǎn)的暗弱褐矮星。事實(shí)上,整個(gè)系統(tǒng)都可以容納在地球與月球之間的距離之內(nèi)。它們的質(zhì)量大約是木星質(zhì)量的60到80倍,位于大熊座方向,距離地球約1000光年。
觀測顯示,它們正處于一種穩(wěn)定的質(zhì)量轉(zhuǎn)移關(guān)系之中。研究人員在輸質(zhì)褐矮星的表面識別出一個(gè)熱點(diǎn),它會(huì)隨著這對天體彼此繞轉(zhuǎn)而移動(dòng)。
質(zhì)量轉(zhuǎn)移與兩種可能的結(jié)局
研究人員并不確定這兩個(gè)暗弱的天體最初是如何靠近的。但他們懷疑,一種可能的解釋是,這兩顆“失敗恒星”原本來自不同的系統(tǒng),后來在第三顆恒星引力作用下,從原本分離的系統(tǒng)中被拉進(jìn)并推到了一起。一旦開始彼此環(huán)繞,它們就開始逐漸地螺旋式地越靠越近,直到其中一顆褐矮星在另一顆的引力影響下體積膨脹,密度變得越來越低。
ZTF J1239+8347是一對每57.41分鐘彼此繞轉(zhuǎn)一周的褐矮星。質(zhì)量較小的那顆不斷將物質(zhì)轉(zhuǎn)移到質(zhì)量較大的那一顆表面,形成一個(gè)明亮的藍(lán)色熱點(diǎn),這個(gè)熱點(diǎn)又被強(qiáng)風(fēng)拉伸成一條帶狀結(jié)構(gòu)。ZTF最初正是通過一個(gè)振蕩的光變曲線發(fā)現(xiàn)這對天體的;每隔一小時(shí),當(dāng)這對天體繞轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)熱點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)入ZTF的視野,使整個(gè)系統(tǒng)顯得更亮。(視頻/Caltech/R. Hurt (IPAC))
研究人員表示,當(dāng)一顆天體的引力被另一顆壓過時(shí),物質(zhì)就會(huì)開始從密度較低的那顆流向密度較高的那顆,這就像物質(zhì)通過一個(gè)“噴嘴”剝落流出一樣。這個(gè)“噴嘴”會(huì)將物質(zhì)從一顆褐矮星導(dǎo)向另一顆上的一個(gè)固定位置,該位置隨后升溫,并發(fā)出藍(lán)光和紫外光。隨著這兩顆褐矮星彼此繞轉(zhuǎn),這個(gè)熱點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致了ZTF所觀測到的周期性光變曲線。
另外,研究人員還提出ZTF J1239+8347有兩種可能的結(jié)局:在一種情形下,這顆正在吸積的褐矮星會(huì)繼續(xù)獲得質(zhì)量,直到其質(zhì)量大到足以進(jìn)行氫聚變。屆時(shí),它將成為一顆主序星。另一種情形是,這對天體最終將并合,變成一個(gè)天體。這同樣會(huì)產(chǎn)生一顆質(zhì)量更大的主序星。
無論是哪種情況,這對“失敗恒星”都將得到第二次機(jī)會(huì),創(chuàng)造出一顆明亮的新恒星。
不同尋常的發(fā)現(xiàn)
這是非同尋常的發(fā)現(xiàn),因?yàn)楸M管雙星之間的質(zhì)量轉(zhuǎn)移并不是一個(gè)神秘的過程,但那都是發(fā)生在質(zhì)量大得多的恒星天體之間,例如白矮星,在褐矮星上發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象還是首次。
由于這對新發(fā)現(xiàn)的天體既暗弱又靠近地球,研究人員預(yù)計(jì),或許還存在很多類似的系統(tǒng)等待被發(fā)現(xiàn)。他們期待,薇拉·魯賓天文臺或?qū)⑻綔y到數(shù)十個(gè)這樣的天體。屆時(shí),研究人員將能更好地了解這一類天體,并弄清它究竟有多常見。
#參考來源:
https://www.caltech.edu/about/news/how-two-dim-stars-came-together-to-shine-brightly
https://www.space.com/astronomy/stars/scientists-find-2-failed-stars-that-may-have-a-second-chance-to-shine-bright-by-getting-together
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae486e
https://www.universetoday.com/articles/this-pair-of-brown-dwarfs-cant-get-enough-of-each-other
#圖片來源:
封面圖&首圖:Caltech/R. Hurt (IPAC)
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.