2008-01-29

超快速恆星被證明是外來物

Hyperfast Star Proven to be Alien
http://www.physorg.com/news120746265.html

January 28, 2008

一顆年輕的恆星正高速遠離銀河系,速度如此之快,以致於天文學家對它來自何方感到困惑;基於其年輕的年齡,它已行進太遠,所以不可能來自於我們的星系。

現在藉由分析其速度、光線強度並首度詳述其元素組成,Carnegie Institution 的天文學家 Alceste Bonanos 與 Mercedes Lopez-Morales 以及來自於 Queen's University Belfast 的共同研究者 Ian Hunter 與 Robert Ryans 已經確定它來自於我們鄰近星系,大麥哲倫星雲(LMC)。結果指出,它是被一個尚未被觀測到的大黑洞轟出來。該結果將發表在即將出刊的 Astrophysical Journal Letters 上。

該恆星,被封為 HE 0437-5439,是一顆早期類型的恆星,而且是十顆到目前為止以高速遠離銀河系的,所謂的超高速恆星(hypervelocity stars)之一。"不過這一顆與其他九個不同," Lopez-Morales 評論道。"它們的類型、速度與年紀,讓它們與從我們銀河系中央被轟出來相符,我們知道在那裡有個超重黑洞。而這一顆恆星,在 2005 年被發現,最初看起來像是一個由元素構成的恆星,如我們的太陽一樣,這指出它也是來自我們銀河系的中央。不過這毫無意義,因為它要花一億年的時間才會抵達其位置,而 HE 0437-5439 只有 3500 萬年。"

為了解釋這個謎,或所謂的「年輕悖論」,發現者提出 HE 0437-5439 不是所謂的藍脫序星(blue straggler)-- 一顆相對年輕、龐大的恆星,來自於銀河系中二個低質量恆星的合併 -- 就是它源自於大麥哲倫星雲。

"我們被這個難題給迷住了並決定要開始對付這項挑戰,將答案解出來," Bonanos 說。"在 LMC 之中的恆星與我們銀河系相較,元素豐度較不足,所以我們可以判定其化學性質類似那個星系或是我們自己的," Bonanos 說。

該團隊確認先前關於該恆星質量、年齡與速度的研究結果。其質量約九個太陽重,年紀約 3500 萬年,而且它以每小時 260 萬公里的速度遠離銀河系與大麥哲倫星雲,抵達星系間太空。

雖然先前研究能粗估該恆星的元素組成,但測量卻不夠詳細,以致於無法決定其元素是否與我們銀河系中的恆星相符,或著是來自於大麥哲倫星雲之恆星的特性。這些天文學家首度能夠在任何超高速恆星中測量某些元素的相對豐度(relative abundances)。關鍵元素的相對豐度能夠區別恆星起源在何處。

"我們已排除恆星來自於銀河系," Bonanos 解釋。"元素在 LMC 恆星之中的濃度大約是我們太陽的一半。如同來自於犯罪現場的證據,其指紋指出一個在 LMC 當中的起源。"

基於由發現者所測量的恆星旋轉速度,以及被這個團隊所證實的,天文學家相信,這顆恆星源自於雙星系統(binary system)的一部份。這個雙星系統可能曾十分接近一個質量約太陽 1000 倍的黑洞。當一顆恆星被拉進黑洞後,另一顆會被激到發狂並被拋出星系之外。

※ 相關報導:

* Low Metallicity Indicates That the Hypervelocity Star HE 0437-5439 was Ejected from the Large Magellanic Cloud1
http://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/533531
Alceste Z. Bonanos and Mercedes Lopez-Morales
The Astrophysical Journal Letters, 675:L77–L80, 2008 March 10
DOI: 10.1086/533531
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fsj 提到...

銀河系外首度發現行星

法新社/李威翰 2010/11/19

(法新社華盛頓18日電) 科學家今天說,銀河系外圍新發現1顆炙熱、氣態且自轉快速的行星,繞著1顆垂死恆星運轉,這是首度在銀河系外發現行星。

這顆行星體積略大於太陽系中最大的木星,距離地球2000光年。

這項公布在「科學快遞」(Science Express)雜誌的研究指出,這對行星與恆星據信屬於赫米恆星流(Helmi stream),即60億至90億年前,銀河系吞噬迷你星系後殘留的天體。

麥克斯普蘭喀天文機構(Max Planck Institutefor Astronomy)科學家說:「由於距離遙遠,其他星系沒有證實有發現行星,但是這個宇宙中的星球組合,已經把系外行星帶入我們的範圍。」

這顆行星相當接近所公轉的恆星,也安然通過恆星「紅巨星」階段考驗,這個階段就是恆星燒完內部氫氣後,體積膨脹至非常大。

天文學家說,這顆行星溫度可能十分高,因為非常靠近恆星,公轉只需要16天,壽命或許已接近尾聲。

恆星先前可能吞噬了繞著它公轉的其他行星,使其自轉更快,意味著僅存的這顆行星也在風燭殘年。

天文學家仍不解這顆行星如何形成,因為恆星只有少許比氫和氦還重的元素;一般行星通常由太空中旋轉的一堆碎石組成,成分複雜。

科學家說:「這種恆星周圍的行星,必定以不同方式形成。」(譯者:中央社李威翰)

fsj 提到...

太空探索/世界末日寫照 系外行星遭母星吞噬
http://www.nownews.com/2010/11/22/91-2666549.htm

NOWnews.com 生活中心/台北報導 2010/11/22

過去15年來,天文學家已經在太陽系鄰近區域中偵測到約500顆系外行星,但在銀河系外,已經確認的系外行星發現數卻掛零。歐洲天文學家最近利用歐南天文台(ESO)位在智利的MPG/ESO 2.2米望遠鏡觀測,發現一顆跟隨其母星從其他星系進入銀河系的系外行星。這顆行星是類似木星的氣體巨行星,但它非常奇特,因為它的母恆星已經幾近生命終點,很可能即將被母星吞噬。這或許是我們太陽系未來數十億年之後的寫照。

這顆新發現的系外行星編號為HIP 13044 b,與地球相距約2000光年,質量約為木星的1.25倍,位在南天的天爐座方向。它是經由所謂的「徑向速度法(radial velociiy wobble),觀察母星受行星重力影響而造成位置輕微擺動的方式而發現這顆行星。

研究發現,HIP 13044 b雖然是在銀河系內找到的,但是HIP 13044 b和它的母星位在所謂的Helmi星流(Helmi stream)中,目前天文學家相信這個星流應是被銀河系吞噬的一個矮星系(dwarf galaxy)的殘骸,殘骸中的星體都有與銀河系中一般恆星迥異的運動速度和軌道。

換言之,HIP 13044這個行星系統是源自銀河系以外的其他星系中,但這個星系在約60~90億年前被銀河系併吞後,經歷了這麼久的時間仍未完全消化而留下原來星系的痕跡。由於系外行星通常不大,對其母星的影響更是非常小,因此即使在銀河系內都得費番功夫才能發現,更何況是距離在幾百萬至幾十億光年外的其他星系中;因此,這個首度發現源自銀河系外的系外行星,讓天文學家格外興奮。

除了源自銀河系外這個特殊身份外,HIP 13044 b還有個讓天文學家為之眼睛一亮的特點:其母恆星正處在生命末期,核心的氫燃料幾乎用盡,核心正在進行第二波的核融合反應,即由氦融合成碳的過程來產生能量。在此過程中,這顆恆星正處在由主序星變成紅巨星的水平分支恆星(horizontal branch stars)這個過渡時期中。

我們的太陽大約會在50億年之後便步上相同狀況。這種恆星在行星搜尋工作的版圖上,基本上是空白的,行星獵人多半不會將這種恆星列在搜尋名單中。MPIA的Johny Setiawan等人首度嘗試將這類恆星列進搜尋目標中,因而能獲得如此特別的成果。

HIP 13044 b相當靠近它的母星,其橢圓軌道中的近星點處,與其母星表面的距離比其母星直徑還小,大約相當於0.055AU左右。環繞母星一週約需16.2天。 Setiawan等人認為這顆行星原來的公轉軌道應該比現在遠得多,但在這顆恆星逐漸進入紅巨星階段時,它也愈來愈靠近母星,對類似狀況的系外行星而言,HIP 13044 b的下場似乎比較幸運一些。其母星HIP 13044的自轉速度比一般水平分支恆星還快很多,這些科學家認為很可能正是它已經吞噬了比較內側的行星的結果。雖然現在看似HIP 13044 b逃過了它伙伴的命運,但不保證它還能躲過這顆恆星繼續演化到更下一個階段、繼續膨脹的時候。

對天文學家來說,母星HIP 13044本身也是個相當有趣的天體,因為與我們的太陽不同,它所含有的重元素含量非常稀少。按現行的行星形成理論,通常恆星周圍塵埃盤中必須含有一定的重元素才能形成行星。如果理論正確,那麼該如何解釋HIP 13044 b的存在?解釋之一是理論必須修正,不然的話,代表HIP 13044 b的形成過程必定與一般行星的形成過程不同。(文/引用自臺北天文館之網路天文館網站)