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哈勃揭开“怪物恒星”变暗之谜 该红超巨星亮度堪比30万个太阳

来源:CNBeta  作者:整理  日期:2021-03-08 09:52:22

据外媒报道,恒星的大小有很大的范围。其中最巨大的一颗是大犬座VY。 如果把它放在太阳系中,它将吞噬所有行星,直到土星的轨道为止。 这个被称为红超巨星的“怪物恒星”有30万个太阳那么亮。 然而它是如此遥远,以至于200年前,它只能作为大犬座冬季的一颗微弱恒星被看到。从此以后,它就渐渐消逝,肉眼再也无法观察到。天文学家利用哈勃对这颗恒星进行了近距离观察,发现了它变暗的原因。

这颗恒星在生命的最后阶段,正在排出巨大的尘埃云。最终,这颗膨胀的恒星可能会以超新星的形式爆炸,或者干脆崩溃,形成一个黑洞。

去年,当猎户座中明亮的红色超巨星Betelguese戏剧性地变暗,但随后又恢复过来时,天文学家们感到困惑。这种暗淡持续了数周。现在,天文学家将目光投向了相邻的大犬座中的一颗“怪物恒星”--大犬座VY。

红特超巨星大犬座VY--它比Betelguese大得多,更庞大,更猛烈--经历的昏暗期更长,持续数年。美国宇航局(NASA)哈勃太空望远镜的新发现表明,发生在Betelguese上的相同过程也发生在这颗红超巨星身上,但规模要大得多。

“大犬座VY的行为很像Betelgeuse,”研究的领导者,明尼苏达大学明尼阿波利斯分校的天体物理学家Roberta Humphreys解释说。

与Betelgeuse一样,哈勃的数据为这颗更大的恒星为何变暗提供了答案。对于Betelgeuse来说,暗淡对应的是可能形成尘埃的气体外流,它短暂地阻挡了Betelgeuse在我们视野中的一些光线,产生了变暗效应。

“在大犬座VY上,我们看到了类似的东西,但规模更大。大规模的物质喷射,这与它非常深的暗淡相对应,这可能是由于尘埃暂时阻挡了来自恒星的光线,”Humphreys说。

这颗巨大的红超巨星比我们的太阳要亮30万倍。如果它在我们自己的太阳系中取代了太阳,这个“怪物”恒星将延伸出数亿英里,介于木星和土星的轨道之间。

“这颗恒星绝对是惊人的。它是我们所知道的最大的恒星之一--一颗非常进化的红超巨星。它曾有过多次、巨大的喷发。”Humphreys解释说。巨大的等离子体弧线围绕着恒星,距离恒星的距离是地球与太阳距离的数千倍。这些弧线看起来就像我们太阳的日珥,只是规模大得多。而且,它们与恒星并没有物理上的联系,而是看起来已经被抛出,正在远离。其他一些靠近恒星的结构还比较紧凑,看起来就像小结和星云状的特征。

在之前的哈勃工作中,Humphreys和她的团队能够确定这些大型结构是何时从恒星上抛射出来的。他们发现了过去几百年的日期,有的甚至是最近的100到200年。

现在,在利用哈勃进行的新工作中,研究人员解析了离恒星更近的特征,这些特征的历史可能不到一个世纪。通过使用哈勃确定热气体和其他特征的近距离结的速度和运动,Humphreys和她的团队能够更准确地确定这些喷发的日期。他们的发现非常显著:这些结点中的许多都与19世纪和20世纪的多个事件有关,当时大犬座VY的亮度已经减弱到平时的六分之一。

与Betelgeuse不同,大犬座VY星现在太暗,肉眼无法看到。这颗恒星曾经是可见的,但现在已经变暗,只能用望远镜才能看到。

超巨星脱落的质量是贝特宙斯的100倍。其中一些结的质量是木星质量的两倍多。“这颗恒星能做到这一点真是太神奇了,”Humphreys说。"大犬座VY和Betelgeuse的这些高质量损失事件的起源可能是由大规模的表面活动引起的,像太阳上的大型对流细胞。但在大犬座VY上,这些细胞可能和整个太阳一样大,或者更大。"

“这种情况在红超巨星中可能比科学家想象的更常见,大犬座VY就是一个极端的例子,”Humphreys继续说道。“它甚至可能是推动质量损失的主要机制,这对红超巨星来说一直是个谜。”

尽管其他红超巨星的亮度相当高,并且喷射出大量的尘埃,但没有一个像大犬座VY那样复杂。“那么它有什么特别之处呢?大犬座VY可能处于一种独特的演化状态,将它与其他恒星区分开来。它可能在很短的时间内就如此活跃,也许只有几千年。”Humphreys说:“我们不会在周围看到很多这样的星体。”

这颗恒星的生命开始时是一颗超热、明亮、蓝色的超巨星,质量可能是我们太阳的35到40倍。几百万年后,随着其核心中氢聚变燃烧速度的改变,这颗恒星膨胀成了一颗红超巨星。Humphreys怀疑,这颗恒星可能短暂地回到了更热的状态,然后又膨胀到了红超巨星阶段。

“也许让大犬座VY如此特别,如此极端,拥有这种非常复杂的喷射物的原因是,可能是它是一个第二阶段的红超巨星,”Humphreys解释道。大犬座VY可能已经脱落了一半的质量。它可能不会像超新星那样爆炸,而是直接坍塌成一个黑洞。

该团队的发现出现在2021年2月4日的《天文学杂志》上。

分类:探索
标签:恒星太阳
编辑:techtmt
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