研究人员发现了一些白矮星停止冷却的原因 这对以前的理解提出了挑战

研究人员发现了一些白矮星停止冷却的原因 这对以前的理解提出了挑战 翻开任何一本天文学教科书，在有关白矮星的章节中，你很可能会了解到它们是随着时间推移不断冷却的"死星"。之所以会冷却，是因为白矮星的核热源已经耗尽。在经典的图片中，这会导致白矮星内部的高密度等离子体冻结，从而导致恒星从内向外凝固。反思白矮星物理学然而，该研究所自然科学学院马丁-A.和海伦-乔尔坚（Martin A. and Helen Chooljian）成员程思豪（Sihao Cheng）于2019年发表的一项对欧洲航天局盖亚 卫星（Gaia satellite）数据的分析与这一标准图景相矛盾。它表明，一些白矮星实际上在数十亿年（占宇宙年龄的很大一部分）内都保持高温。这一发现曾让理论家们困惑不已，但今天的新论文可能会给出令人信服的解释。程说："为了让这些白矮星停止冷却，它们必须以某种方式产生额外的能量。虽然我们起初不确定这个过程可能是什么，但现在我们对它是如何发生的有了更清晰的认识"。这一认识是程思豪、华威大学的安托万-贝达尔（Antoine Bédard）和维多利亚大学的西蒙-布劳因（Simon Blouin）合作得出的。白矮星 V391 Peg 的示意图。资料来源：Chris Laurel, Celestia他们提出，在某些白矮星中，内部的致密等离子体并不是简单地从内向外冻结。相反，冻结后形成的固态晶体密度比液体小，因此开始向表面漂浮。当晶体向上漂浮时，它们会将较重的液体向下置换。密度较大的物质向恒星中心的移动释放出引力能量，这种能量足以中断恒星的冷却过程数十亿年。这一发现的一个迷人之处在于，它所涉及的物理学原理与我们在日常生活中观察到的情况类似：白矮星内的冰冻晶体是漂浮而不是下沉的。我们可以把它们的行为比作漂浮在水中的冰块。为什么这种情况会发生在某些白矮星上而不是其他白矮星上，目前还不确定，但作者认为这很可能是由于恒星的成分造成的。"有些白矮星是由两颗不同的恒星合并而成的。当这些恒星碰撞形成白矮星时，会改变恒星的成分，从而形成浮游晶体，"布劳因说。发现的意义白矮星通常被用作年龄指标：白矮星的温度越低，它的年龄就越大。然而，由于在一些白矮星中发现了额外的冷却延迟，一些特定温度的恒星可能比以前认为的要老几十亿年。更好地了解白矮星的年龄和其他方面，将有助于科学家重建银河系的形成过程。程补充说："我们的工作将需要对天文学教科书进行更新。我们希望它还能促使天文学家重新评估计算恒星群年龄的方法。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究发现一些白矮星会因为引力能量的释放而停止冷却

研究发现一些白矮星会因为引力能量的释放而停止冷却 翻开任何一本天文学教科书，在有关白矮星的章节中，你很可能会了解到它们是随着时间推移不断冷却的"死星"。维多利亚大学（UVic）及其合作伙伴利用欧洲航天局盖亚卫星（Gaia satellite）提供的数据，揭示了白矮星群体在80多亿年里停止冷却的原因。维多利亚大学联合首席研究员、加拿大理论天体物理研究所国家研究员西蒙-布劳因（Simon Blouin）说："我们发现，所有白矮星都是死星的经典描述并不完整。这些白矮星要想停止冷却，就必须有办法产生额外的能量。我们不确定这是如何发生的，但现在我们对这一现象有了解释"。了解白矮星的年龄和其他方面有助于科学家重建银河系的形成过程。布劳因与华威大学的安托万-贝达尔（Antoine Bédard）和高等研究所的研究员程思豪合作，利用2019年的盖亚数据得出了这一发现。欧洲航天局盖亚太空观测站拍摄的银河全貌。图片来源：ESA/Gaia/DPAC；CC BY-SA 3.0 IGO。致谢： A. Moitinho.在白矮星中发现新的能量银河系中超过 97% 的恒星最终会变成白矮星。长期以来，科学家们一直认为这些恒星已经走到了生命的尽头。在耗尽核能之后，它们会停止产生热量并冷却下来，直到内部的高密度等离子体冻结成固体状态，恒星也就从里到外凝固了。这个冷却过程可能需要数十亿年。根据这篇新论文，在一些白矮星中，内部的致密等离子体并不是简单地从内向外凝固。相反，冻结后形成的固态晶体密度比液体小，因此想要漂浮起来。当晶体向上漂浮时，它们会将较重的液体向下置换。较重的物质向恒星中心的迁移释放出引力能量，这种能量足以中断恒星的冷却过程数十亿年。华威大学研究员贝达尔说："这是在任何类型的恒星中首次观测到这种传输机制，这令人兴奋，因为我们并不是每天都能发现全新的天体物理现象。"为什么这种现象会发生在某些恒星上，而不是其他恒星上，这一点还不确定，但布鲁因认为这很可能是恒星的成分造成的。"有些白矮星是由两颗不同的恒星合并而成的。当这些恒星碰撞形成白矮星时，会改变恒星的成分，从而形成浮游晶体，"布劳因说。白矮星通常被用作年龄指标：白矮星的温度越低，它的年龄就越大。然而，由于在一些白矮星中发现了额外的冷却延迟，一些特定温度的恒星可能比以前认为的要老几十亿年。布劳因补充说："这一新发现不仅要求修订天文学教科书，还要求天文学家重新审视他们用来确定恒星群年龄的过程。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

浮晶现象挑战教科书对白矮星的定义

浮晶现象挑战教科书对白矮星的定义 这表明一些白矮星可以产生大量额外能量，这与经典的"死星"图景不符，而天文学家最初并不确定这种情况是如何发生的。恒星物理学的突破性发现华威大学的安托万-贝达尔（Antoine Bédard）博士和加拿大维多利亚大学的西蒙-布劳因（Simon Blouin）博士在《自然》杂志上发表的最新研究揭示了这一令人费解的现象背后的机理。银河系中超过 97% 的恒星最终会变成白矮星。长期以来，科学家们一直认为这些恒星已经走到了生命的尽头。在耗尽核能之后，它们会停止产生热量并冷却下来，直到内部的高密度等离子体冻结成固态，恒星从内向外凝固。这个冷却过程可能需要数十亿年。根据这项新研究，在某些白矮星中，内部的致密等离子体并不是简单地从内向外冻结。相反，冻结后形成的固态晶体密度比液体小，因此想要漂浮起来。当晶体向上漂浮时，它们会将较重的液体向下置换。较重的物质向恒星中心的移动释放出引力能量，这种能量足以中断恒星的冷却过程数十亿年。华威大学研究员安蒂内-贝达尔（Antione Bédard）说："这种解释符合不寻常白矮星群的所有观测特性。这是在任何类型的恒星中首次观测到这种传输机制，令人兴奋：并不是每天我们都能发现全新的天体物理现象！"研究人员对为什么有些恒星会出现这种情况而有些恒星不会出现这种情况提出了一个假设。维多利亚大学加拿大理论天体物理研究所国家研究员西蒙-布劳因解释说："这种差异很可能是由于恒星的成分造成的。有些白矮星是由两颗不同的恒星合并而成的。当这些恒星碰撞形成白矮星时，会改变恒星的成分，从而形成浮游晶体。"对恒星年龄评估的影响这一新发现不仅要求修订天文学教科书，还要求天文学家重新审视他们用来确定恒星群年龄的过程。目前，白矮星通常被用作年龄指标：白矮星的温度越低，就认为它的年龄越大。然而，由于在一些白矮星中发现了额外的冷却延迟，一些特定温度的恒星可能比以前认为的要老几十亿年。贝达尔补充说："我们发现的传输机制意味着，一些白矮星在数十亿年里一直像'正常'恒星一样闪亮。这使得年龄测定和利用白矮星重建银河系形成过程的工作变得更加复杂。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

毁灭世界的恒星在大杀四方后被发现有一道奇特的金属疤痕

毁灭世界的恒星在大杀四方后被发现有一道奇特的金属疤痕 艺术家印象中的白矮星，其金属 "疤痕"（极点附近的黑斑）是由行星和小行星的毁灭造成的 ESO/L. 卡尔卡达这颗白矮星被命名为 WD 0816-310，乍一听感觉像是天文学命名过程中缺乏创意的典型例子，但如果我们想紧扣主题的话，它听起来又有点像监狱囚犯的编号。恰如其分的是，这颗濒临死亡的恒星在其暴力的过去留下了一道独特的伤疤。白矮星诞生于混沌之中当一颗具有一定质量的恒星耗尽其燃料供应时，它会被自身的废物窒息并向外爆裂，留下一个致密的内核，然后经过数万亿年冷却到宇宙的背景温度。而这通常会给任何可能围绕原恒星运行的行星带来灭顶之灾，它们的碎屑最终会倾泻到白矮星上。天文学家以前曾在白矮星上发现过这些被毁坏的世界的金属特征，但通常它们都很均匀地覆盖了整个表面。但 WD 0816-310 以某种方式把所有的金属都聚集到了一个地方，就像一个伤疤一样，这是前所未见的。当天文学家使用甚大望远镜时发现，随着白矮星的旋转，金属特征也在发生变化，这表明白矮星的某一位置聚集了更多的金属。有趣的是，这些变化与磁场的变化同步，这意味着疤痕位于白矮星的一个磁极。这表明，落向表面的行星物质被磁场引导到磁极，然后被固定在那里。研究报告的共同作者杰伊-法里希说："我们的研究工作已经证明，这些金属来自与灶神星一样大或可能比灶神星更大的行星碎片，灶神星直径约 500 公里（310 英里），是太阳系中第二大的小行星。"这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上。下面的视频介绍了这一发现。 ... PC版： 手机版：

麻省理工学院研究团队发现宇宙中最古老的恒星 它隐藏在光晕中

麻省理工学院研究团队发现宇宙中最古老的恒星 它隐藏在光晕中 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 麻省理工学院的天文学家发现了三颗宇宙中最古老的恒星，它们就生活在我们的银河系附近。这些恒星位于银河系的"光环"中光环是包裹着主星系盘的恒星云，它们似乎形成于 120 亿年至 130 亿年前，当时第一批星系正在形成。图片来源：Serge Brunier；NASA研究人员将这些恒星命名为"SASS"，意为"小增生恒星系统恒星"，因为他们相信每颗恒星都曾经属于自己的原始小星系，后来被更大但仍在成长的银河系吸收。如今，这三颗恒星是各自星系仅存的部分。它们环绕着银河系的外围，研究小组怀疑那里可能还有更多这样的古老恒星幸存者。麻省理工学院物理学教授安娜-弗雷贝尔（Anna Frebel）说："根据我们对星系形成的了解，这些最古老的恒星肯定应该存在。它们是我们宇宙家谱的一部分。我们现在有了找到它们的新方法"。在发现类似的 SASS 恒星后，研究人员希望将它们作为超微弱矮星系的类似物，超微弱矮星系被认为是宇宙中现存的一些最早的星系。这些星系被认为是宇宙中幸存下来的最早的星系。这些星系至今仍然完好无损，但由于距离太远、太暗，天文学家无法对它们进行深入研究。SASS恒星可能曾经属于类似的原始矮星系，但它们位于银河系中，因此距离银河系更近，它们可能是了解超暗矮星系演化的一把钥匙。研究人员拿着一个装满了多年来收集的恒星数据的活页夹，其中包括恒星亮度随时间变化的数据。从左至右阿南达-桑托斯（Ananda Santos）、凯西-费恩伯格（Casey Fienberg）和安娜-弗雷贝尔（Anna Frebel）。图片来源：研究人员提供弗雷贝尔说："现在我们可以在银河系中寻找更多更亮的类似物，研究它们的化学演变，而不必追逐这些极其暗淡的恒星。"她和同事们于5月14日在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）上发表了他们的研究成果。这项研究的共同作者包括约旦扎尔卡大学的穆罕默德-马尔迪尼（Mohammad Mardini）、23 岁的希拉里-安达莱斯（Hillary Andales）以及麻省理工学院的在读本科生阿南达-桑托斯（Ananda Santos）和凯西-菲恩伯格（Casey Fienberg）。该团队的发现源于一个课堂理念。在2022年秋季学期，弗雷贝尔开设了一门新课程8.S30（观测恒星考古学），让学生学习分析古代恒星的技术，然后将这些工具应用于以前从未研究过的恒星，以确定它们的起源。安达莱斯说："虽然我们的大多数课程都是从基础教起，但这门课却让我们立即站在了天体物理学研究的前沿。"学生们根据弗雷贝尔多年来从拉斯坎帕纳斯天文台的 6.5 米麦哲伦-克莱望远镜收集的恒星数据进行研究。她把这些数据的硬拷贝放在她办公室的一个大活页夹里，学生们用这些数据来寻找感兴趣的恒星。特别是，他们正在寻找大爆炸后不久形成的古老恒星，大爆炸发生在 138 亿年前。当时，宇宙主要由氢和氦组成，其他化学元素（如锶和钡）的丰度非常低。因此，学生们在弗雷贝尔的活页夹中寻找具有光谱或星光测量值的恒星，这些光谱或星光测量值显示锶和钡的丰度很低。他们的搜索范围缩小到了麦哲伦望远镜最初在 2013 年至 2014 年间观测到的三颗恒星。天文学家从未对这些恒星进行过后续研究，以解读它们的光谱并推断它们的起源。因此，它们是弗雷贝尔班学生的理想候选对象。学生们学习了如何描述恒星的特征，以便为分析这三颗恒星的光谱做好准备。他们能够利用各种恒星模型确定每一颗恒星的化学成分。恒星光谱中与特定波长的光相对应的特定特征的强度与特定元素的丰度相对应。在完成分析后，学生们自信地得出结论：与他们的参照恒星我们的太阳相比，这三颗恒星的锶、钡和其他元素（如铁）的丰度确实很低。事实上，与今天的太阳相比，其中一颗恒星所含的铁与氦的比例还不到十万分之一。桑托斯回忆说："我们花了很多时间盯着电脑，进行大量的调试，疯狂地互相发短信和电子邮件，才弄明白这个问题。"这是一个很大的学习曲线，也是一次特殊的经历。"这些恒星的低化学丰度确实暗示它们最初形成于 120 亿到 130 亿年前。事实上，它们的低化学特征与天文学家之前测量到的一些古老的超微弱矮星系相似。研究小组的恒星是否起源于类似的星系？它们又是如何来到银河系的呢？凭直觉，科学家们查看了这些恒星的轨道模式以及它们在天空中的移动方式。这三颗恒星位于银河光环的不同位置，估计距离地球约 3 万光年。(作为参考，银河系的圆盘横跨 10 万光年）。研究小组利用盖亚天体测量卫星的观测数据追溯了每颗恒星围绕银河中心的运动轨迹，他们注意到了一个奇怪的现象：相对于主圆盘中大多数像赛车场上的赛车一样运动的恒星，这三颗恒星似乎都走错了方向。在天文学中，这种现象被称为"逆行"，是天体曾经"吸积"或从别处吸入的提示。弗雷贝尔说："只有把明星扔到错误的地方，才能让他们与其他明星走错方向。"这三颗恒星的运行方式与银河系盘的其他部分甚至光环都完全不同，再加上它们的化学丰度很低，这有力地证明了这些恒星确实很古老，曾经属于更古老、更小的矮星系，它们以随机的角度坠入银河系，并在数十亿年后继续其顽强的运行轨迹。弗莱贝好奇地想知道，天文学家以前分析过的光环中的其他古老恒星是否也有逆行现象，于是他翻阅了科学文献，发现还有 65 颗同样具有低锶和低钡丰度的恒星似乎也在逆行。研究小组正在继续寻找其他古老的 SASS 恒星，他们现在有了一个相对简单的方法：首先，寻找化学丰度低的恒星，然后追踪它们的轨道模式，寻找逆行运动的迹象。在银河系中的 4000 多亿颗恒星中，他们预计这种方法将发现一小部分宇宙中最古老的恒星。弗莱贝计划在今年秋天重开这门课，回顾第一门课程和三位将成果发表的学生，他充满了敬佩和感激之情。"能与三位女大学生共事真是太棒了。这对我来说还是第一次，"她说。"这确实是麻省理工学院工作方式的一个范例。我们就是这样做的。无论谁说'我想参加'，他们都能做到，而且会有好事发生"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

天文学家发现位于银河系中心区域的三颗恒星异常年轻

天文学家发现位于银河系中心区域的三颗恒星异常年轻 这张照片是用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜拍摄的，显示了银河系最内层的高分辨率景象。在新的研究中，研究人员对此处显示的密集核星团进行了详细的研究。图片来源：ESO这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上，研究对象是位于构成银河系中心的核星团中的一组恒星。研究涉及三颗难以研究的恒星，因为它们距离太阳系非常遥远，隐藏在巨大的尘埃和气体云后面，遮挡了光线。事实上，该区域还布满了恒星，这使得分辨单个恒星变得非常复杂。在之前的一项研究中，研究人员提出了一个假设，即银河系中部的这些特定恒星可能异常年轻。验证银河系核心的年轻恒星"我们现在可以证实这一点。在我们的研究中，我们已经能够确定其中三颗恒星相对年轻，至少在天文学家看来是如此，年龄在 1 亿年到 10 亿年左右。"隆德大学天文学研究员丽贝卡-福斯伯格说："这可以与太阳相比，太阳的年龄为 46 亿年。"核星团一直被视为银河系中非常古老的部分，这一点非常正确。但研究人员新发现的这些年轻恒星表明，在银河系这个古老的组成部分中，恒星的形成也非常活跃。然而，对距离地球 2.5 万光年的恒星进行测年并不是一件急于求成的事情。研究人员使用了来自夏威夷凯克 II 望远镜的高分辨率数据，该望远镜是世界上最大的望远镜之一，镜面直径达 10 米。为了进一步验证，他们还测量了恒星中铁这种重元素的含量。这种元素对于追踪银河系的发展非常重要，因为天文学家关于恒星形成和星系发展的理论表明，年轻的恒星含有更多的重元素，因为随着时间的推移，重元素在宇宙中形成的程度越来越高。为了确定铁的含量，天文学家用红外光观测了恒星的光谱，与光学光相比，红外光的光谱部分更容易透过银河系尘埃密集的部分。结果显示，铁的含量差异很大，这让研究人员感到惊讶。了解银河系和宇宙的意义"铁含量的分布非常广泛，这可能表明银河系的最内层是非常不均匀的，也就是不混合的。"隆德大学天文学研究员布莱恩-托尔斯布罗（Brian Thorsbro）说："这是我们始料未及的，它不仅说明了银河系中心的面貌，也说明了早期宇宙的面貌。"这项研究为我们了解早期宇宙和银河系中心的运作提供了重要启示。研究结果还可能有助于启发我们今后继续探索银河系的中心，以及进一步开发星系和恒星形成的模型和模拟。"我个人认为，我们现在可以如此详细地研究银河系的最中心，这是非常令人兴奋的。对于我们所在的银河系圆盘的观测来说，这些类型的测量已经成为标准，但对于银河系中更遥远、更奇特的部分来说，却是遥不可及的目标。"Rebecca Forsberg总结说："我们可以从这些研究中了解到很多关于我们的银河系是如何形成和发展的信息。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：