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另类白矮星“驻颜有术”,恒星年龄预测或存在巨大误差

图片来自pixabay.com

天文学家普遍认为,白矮星是一种惰性的、缓慢冷却的恒星。现在,哈勃太空望远镜的最新观测结果对这一观点提出挑战。意大利博洛尼亚大学、意大利国家天体物理研究所领导的国际天文小组首次发现,白矮星可通过燃烧其表面氢来减缓衰老速度。当地时间9月6日,相关研究成果刊登在《自然・天文学》杂志中。研究负责人Jianxing Chen说:“这是首个证实白矮星仍可进行稳定热核活动的观测证据。这个结果令人惊讶,因为它与现在的普遍认知相悖。”

宇宙中大约98%(包括太阳)的恒星最终都会变成白矮星。为了研究它演化的物理学基础,天文学家比较了两个大质量恒星集群――M3和M13。两个星团有许多共同的物理属性,如年龄和金属丰度,而且都包含白矮星。然而,M3和M13中最终形成白矮星的恒星数量是不同的。尤其需要注意的是,M13中处于“水平分支”进化阶段的恒星整体颜色更蓝,表明恒星群温度更高。这为天文学家提供了天然实验室,以观察白矮星的冷却方式。

借助哈勃望远镜的3号广域相机,研究人员观察了近紫外波长的M3和M13。他们发现,M3中只含有标准白矮星,而M13中不仅有标准白矮星,还存在另一种保留了氢外层的白矮星。后者的燃烧时间更长,冷却速度更慢。研究人员将观测结果与计算机模拟结果进行了比较,证实M13中大约70%的白矮星仍在燃烧表面氢。

研究人员表示,新发现将对天文学家测定恒星年龄的方式产生影响。此前,白矮星的演化被模拟成一种可预测的冷却过程。年龄和温度之间相对直接的关系让天文学家将白矮星冷却速率视作确定星团(尤其是球状和开放星团)年龄的参数。然而,燃烧表面氢的白矮星的出现,可能会导致年龄估计误差高达10亿年。

研究人员Francesco Ferraro说:“新发现挑战了白矮星的定义,因为我们考虑了恒星衰老的新机制。目前,我们正在研究其他类M13星团,以进一步限制驱动恒星维持氢膜的条件。”

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编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然・天文学》

期刊编号:2397-3366

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210906111316.htm

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