2008-04-20

二個新恆星系統首度被發現

Two new star systems are first of their kind ever found
http://www.physorg.com/news126191127.html

March 31, 2008

天文學家窺視一個遙遠的恆星系統,那如此的不尋常,它是同一種的其中之一 -- 直到它的發現協助他們指出第二個,那離家十分接近。

在一篇發表於最近一期 Astrophysical Journal Letters 中的論文裡,Ohio 州立大學的天文學家提出,這些恆星系統是一種罕見超新星類型的先驅。

他們所發現的第一個恆星系統離地球 1300 萬光年遠,藏在 Holmberg IX 內部,一個小星系那環繞更大的星系 M81。他們在 2007 年一月到十月間以Arizona 州 Graham 山的 Large Binocular Telescope(LBT)研究它。

這個恆星系統很不尋常,因為它是天文學家所謂的「黃色超巨星食雙星(yellow supergiant eclipsing binary)」 -- 它包含二個十分明亮的、巨大的黃色恆星,它們十分接近地彼此環繞。事實上,這二個恆星如此之接近,以致於有大量的恆星物質(stellar material)在彼此之間共享,故這個系統的外型有點像花生。

在一個重複的週期中,一個恆星會移向前遮住我們對另一個的視野。從地球看過去,這個恆星系統會忽明忽暗,猶如我們看見來自於二個恆星而非一個恆星的光線。

該系統中的二個恆星顯然近乎相同,每一個大約是太陽質量的 15-20 倍。

Jose Prieto,Ohio 州大的畢業生,同時亦為本論文的第一作者,將分析這個新恆星系統作為其博士論文的一部份。在他的研究中,他搜索歷史記錄以決定他的小組是否第一個發現像這樣的雙星。

讓他驚訝的是,他發現另一個(恆星系統),離小麥哲倫星雲(一個小星系,繞著我們的銀河轉)不到 23 萬光年遠。

這個恆星系統在 1980 年代被發現,不過被誤認了。當 Prieto 重新檢查天文學家在那時記錄的資料,他看見光線的樣式與他們在 M81 外側所偵測到的那一個相當類似。這些恆星甚至連大小都相近 -- 太陽質量的 15-20 倍 -- 而且合併在一起呈現出花生的外型。這個系統很明顯是黃色超巨星食雙星。

"我們沒意料會發現這些東西當中的一個,何況是二個," Kris Stanek 說,Ohio 州大的天文學副教授。"你從未想到會發生這樣的事。但我認為這證明你在天體物理學中要多麼的有彈性。我需要 8.4 公尺的 LBT 來找到第一個雙星,但第二個(恆星系統)太明亮了,所以你可以在家中後院用雙筒望遠鏡看見它。然而,若我們沒有找到第一個,我們也許就無法找到第二個。"

"它證明,那裡仍有許多具有價值的發現隱匿在平凡觀測(plain sight)中。你只需打開你的雙眼將點連接起來。"

這項發現也許能幫忙解開另一個謎。在這些年所研究過的超新星中,有二個被連接到黃色超巨星 -- 而天文學家預料會超過二個。

Prieto 解釋為什麼。在數百萬年間,一個恆星,因其核心裡包含著不同的化學元素,將燒的更熱或更冷。大部分的重恆星會在變冷的紅巨星或變熱的藍巨星之間擺盪。它們大部分的壽命都花在溫度刻度的一端,或著另一端,但只有短暫的時間花在中間,在這裡它們被歸類為黃色。在紅色端的循環中,大部分恆星以超新星終結它們的生命;有少數會在藍端辦到。但沒有在二者之間,短暫的黃色過度階段中辦到。

至少,天文學家是這麼想的。

Prieto、Stanek 以及他們的同僚,懷疑像他們所發現的這種黃色雙星系統,可能會是這些奇特超新星的先驅。

"當二個恆星彼此十分靠近地環繞時,它們會共享物質,而其中一個的演化會影響另一個," Prieto 說。"像這一種系統中的二個超巨星的演化將更加緩慢,而且花更多時間在黃色階段 -- 長到足以讓其中一個爆發成黃色巨星。"

這種黃色超巨星雙星系統的發現只是 LBT 監視附近宇宙恆星易變性之長期計畫的第一個結果。該計畫由 Ohio 州大天文學教授 Chris Kochanek 所領導。他與 Rick Pogge,也是天文學教授,都是這篇論文的共同作者。

※ 相關報導:

* LBT Discovery of a Yellow Supergiant Eclipsing Binary in the Dwarf Galaxy Holmberg IX1
http://www.journals.uchicago.edu/doi/abs/10.1086/527415
J. L. Prieto, K. Z. Stanek, C. S. Kochanek, D. R. Weisz,
A. Baruffolo, J. Bechtold, V. Burwitz, C. De Santis,
S. Gallozzi, P. M. Garnavich, E. Giallongo, J. M. Hill,
R. W. Pogge, R. Ragazzoni, R. Speziali, D. J. Thompson, and
R. M. Wagner
The Astrophysical Journal, 673:L59–L62, 2008 January 20
DOI: 10.1086/527415
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