巨大的恒星对吐出X射线提供一个银河系的过去的一瞥

By Jesse Emspak 

2022/7/20

Science & Astronomy

将双星追踪回到它的出生地能为天文学家提供一个当其中一颗恒星变成一颗超新星并让这对移动时的范围。

艺术家的恒星质量黑洞的印象 (Image credit: ESO/L. Calçada/M.Kornmesser)

一个天文学家团队发现，银河系中巨大的双星系统在疏散星团的边缘上或一个螺旋臂的前缘上形成。这项工作提供探究银河系邻居在过去看起来想什么样子的一个窗口，并解释了这些恒星的分布。

巴黎都市（Cité）大学的佛朗西斯佛婷和希尔瓦恩查提以及阿根廷射电天文学研究所的弗莱德里克噶西亚用来自欧洲航天局盖亚太空望远镜的数据来跟踪26个高质量X射线双星或HMXB的运动。一个高质量X射线双星是其中一颗恒星已经爆炸为一颗超新星并变成一个黑洞或中子星的双星系统的残余。他们发现了这些运动在时间上向后推断往往要么在螺旋臂边缘要么在疏散星团附近。

查提告诉太空网站， “这告诉你它们如何被出生的，我们能用它来追踪我们银河系中的螺旋臂”。

将双星追踪回到它的出生地也能为天文学家提供一个当这对恒星中的一颗变成一颗超新星时的范围，因为超新星是开始它们移动的。

许多恒星被诞生于双星系统，有时这两颗恒星的质量都比太阳更大几倍。一颗恒星的质量越大，它的寿命就越短，因此在这些系统中，两颗恒星中的一颗将耗尽燃料，并在短短几千万年内作为超新星爆炸。（相比之下，像太阳这样的低质量恒星将持续一百倍更长的时间，大约是数十亿年）。

爆炸留下一个紧凑的天体如中子星或黑洞。然后，伴星将开始失去质量给它的死亡和现在非常集的伙伴，随它落入产生X射线------因此得名X射线双星。

这些超新星爆炸起随机定向的火箭引擎的作用，这就是为什么高质量X射线双星不会留在它们的出生星团或螺旋臂中。但按星系的术语来说，它们最终不会太远，因为它们的生命是如此短。

一个高质量X射线双星的短寿命也意味着它们将被集中在某些区域------分布不会是随机的。查提说，“我们发现高质量的X射线双星仅在银河系平面上用大质量恒星制成并集中在螺旋臂中” ，这与更老的恒星和球状星团不同，它们往往跨叫光晕的区域分布。

     该研究确实注意到一些警告：样本量仍然相对较小，这意味着不可能对所有关于高质量X射线双星做出任何明确的陈述，可能只有我们“邻居”中的高质量X射线双星在疏散星团中形成。如果一个高质量X射线双星看起来像在孤立中形成，那么就不可能可靠地估计它的年龄。

 此外，随着高质量X射线双星越来越远，很难将它们与一个小的星团相匹配，因此有可能一些看起来像它们是在螺旋臂中形成的集群实际上被出生在星团 - 作者在论文中说，这个比例大约是一对一的，但他们检查的一些双对是不确定的， 而且可能是大多数高质量X射线双星都被诞生在星团的。

该研究已经被帖在预印本 arXiv.org