哈勃在凌乱的13次慢慢地冷却白矮星

2021年9月7日 新闻工作人员/来源
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使用两个非常类似的球状集群的高分辨率观察,凌晨3梅西耶13在美国,天文学家出人意料地发现梅西耶13星系中有大量明亮的白矮星。理论模型表明,这种过剩是由于梅西耶13号约70%的白矮星的冷却过程放缓,这是由它们残留的富氢大气中的稳定热核燃烧造成的。

这个哈勃图象显示了梅塞尔13,一个球形集群,位于赫拉克勒斯星座上的25,000光年。图片来源:NASA / ESA /哈勃遗产队/ Stsci / Aura / C. Bailyn,Yale University / W. Lewin,Mit / A. Sarajedini,佛罗里达大学/ W.Van Altena,Yale大学。

这个哈勃图象显示了梅塞尔13,一个球形集群,位于赫拉克勒斯星座上的25,000光年。图片来源:NASA / ESA /哈勃遗产队/ Stsci / Aura / C. Bailyn,Yale University / W. Lewin,Mit / A. Sarajedini,佛罗里达大学/ W.Van Altena,Yale大学。

白矮星是结束了热核活动的低质量恒星的核心残余物。

所有质量低于8个太阳质量的恒星,可能会延伸到11个太阳质量的恒星,都有望成为白矮星。

他们的研究提供了关于其祖细胞的物理性质和演化的大量信息,其中宇宙中所有星星的大约98%。

“我们已经发现了白矮星仍然可以进行稳定的热核活动的第一个观察证据,”萨尔马斯·努温大学的天文学家建兴·陈博士及其天体物理学研究所。

“这是一个非常令人惊讶的是,因为它与普遍认为的事情有所令人惊讶。”

为了研究白矮星进化的物理基础,陈博士和同事们比较了梅西耶3号和梅西耶13号中正在冷却的白矮星。

这两个巨大的球状星团有许多共同的物理属性,如年龄和金属丰度,但最终会产生白矮星的恒星的数量是不同的。

特别是,作为水平分支的进化阶段的恒星的整体颜色在凌乱的13中是Bluer,表明较热的恒星的群体。

这使得梅西耶3号和梅西耶13号成为一个完美的自然实验室,在这里可以测试不同种群的白矮星是如何冷却的。

该Hubble Image显示了Gloarlar Cluster Messier 3.彩色图像由具有霍布尔宽的场摄像机3(WFC3)的光谱的可见和紫外区域中采用的单独曝光。使用五个过滤器来抽样各种波长。通过给每个与单独过滤器相关联的单色图像分配不同的色调,可以得到颜色。图像信用:NASA / ESA / HUBBLE / G. Piotto等。

该Hubble Image显示了Gloarlar Cluster Messier 3.彩色图像由具有霍布尔宽的场摄像机3(WFC3)的光谱的可见和紫外区域中采用的单独曝光。使用五个过滤器来抽样各种波长。通过给每个与单独过滤器相关联的单色图像分配不同的色调,可以得到颜色。图片信用:NASA / ESA / HUBBLE / G. POOTTO

使用来自的数据宽野相机3天文学家们在梅西耶3号和梅西耶13号分别发现了418颗和284颗白矮星。

他们发现凌晨3个白矮星只是冷却恒星核心。

另一方面,混乱13包含两个白矮星的群体:标准白矮星和那些已经设法坚持到氢的外壳的人口,让它们燃烧更长,因此慢慢冷却。

将他们的结果与梅西耶13号恒星演化的计算机模拟结果进行比较,研究人员能够表明,梅西耶13号中大约70%的白矮星表面燃烧着氢,减缓了它们的冷却速度。

“过去已经计算出了一些关于缓慢冷却的白矮星的理论模型,该模型提出,这种缓慢冷却的原因是存在一个非常薄的剩余富氢壳层(相当于太阳质量的0.0001倍),理论上,阿根廷拉普拉塔国家大学(Universidad Nacional de La Plata)天文学家莱安德罗·奥尔索斯(Leandro Althaus)教授说。

“我们的发现挑战了白矮星的定义,因为我们考虑了恒星衰老方式的新视角,”Francesco Ferraro博士说,他同样来自博洛尼亚的母校Università di Bologna和意大利国家天体物理研究所。

“我们现在正在调查类似于混乱13的其他集群,以进一步约束驱动星星以维持薄氢封套的条件,这使得它们缓慢地变为年龄。”

发现发表在杂志上自然天文学

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j·陈.通过稳定的氢燃烧缓慢冷却M13中的白矮星。Nat阿斯特朗,在线发表于2021年9月6日在线;DOI:10.1038 / S41550-021-01445-6

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