天文学家偶然发现了一颗“古怪”恒星的暴露的内核

By Robert Lea

2022/11/10a

大约8小时前出版的

Science & Astronomy

在持续一个宇宙眨眼的恒星演化期间一颗质量是太阳12倍的恒星的被剥的核被偶然发现。

 艺术家的从前是一颗大质量恒星的部分随它的外层被剥掉的印象。(Image credit: ESO/L. Calçada)

一颗大质量恒星的暴露的核已经首次被观测到，一个已经被偶然发现它的团队描述为纯粹的“巧合”的发现。

虽然恒星的核是绝大部分恒星能量被氢变成氦的核聚变产生的地方，但它们通常被包住它们的明亮的外层物质模糊。恒星核只在罕见的和极其短暂的情况被暴露。

孤立的观察这样一个核可以帮助天体物理学家更好理解发生在恒星心脏的核过程以及恒星天体如何演变。

问题中的被暴露的恒星核，一颗之前观测到的被标榜为伽马哥伦比（γ Columbae）的明亮恒星有一个太阳的4到5倍之间的质量。发现它的被暴露属性的团队认为它从前是一颗大质量恒星的部分，它的质量最高可达太阳的12倍。

γ哥伦比的属性被天文学家包括主要研究作者安德烈亚斯·伊尔冈卡尔·雷米斯天文台和在德国弗里德里希-亚历山大大学的埃兰根-纽伦堡ECAP工作组发现，因为他们正在观察一组恒星并发现其中一个是不寻常的。

进一步调查由这颗不寻常的恒星发射的光谱，天文学家发现了氦和氮的增加的丰度。因为这些核尘埃通常被恒星外等离子体模糊，这表明γ哥伦比的外包络正在缺失。

因斯布鲁克大学恒星粒子物理研究所所长诺伯特·普兹比拉和这项研究的合著者在一份声明中说，“按科学结果这可能是所有中最有趣的因素，因为所有的核都被隐藏在其它恒星中而这里我们有一个赤裸的、一个被剥离的，将在它的脉动中留下一个非常特殊的信号，我们不得不继续跟进这个”。

这导致了他们来质疑什么过程可能已经剥了γ哥伦比的外层，大大降低它的半径并留下它为一个发光的核。

该小组认为这个之前的大质量恒星可能已经最近完成了它的氢到氦的核聚变，之前的研究也指明就是这种情况，尽管没有暗示被暴露的γ哥伦比的核的性质。

     如果一个双星伴星被拉成这个恒星物质的膨胀的包络，它可能造成这些物质被甩出。

艺术家的一颗红色超巨星在它爆炸前最后一年的描画。. (Image credit: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko)

该团队提出两种替代的可能留下一个暴露的核的潜在的机制。被一个进食的伴星双星剥离外层物质，或被恒星风疏散外层物质来暴露核，后者通常在有一个质量为太阳20到25倍的极端大质量恒星的后期被看到。

需要γ哥伦比的进一步研究来评估核的被暴露性质背后的真实机制，因为这颗恒星并不完全的拟合这些建议的机制的参数。普兹比拉告诉主板杂志，“到目前为止，有这样一个质量的裸恒星核是独一无二的”，并补充说这颗恒星到目前为止似乎是一个奇球”。

天文学家们相当确定的一件事是这个被剥离的核存在是γ哥伦比生命的一个持续大约1万年左右的阶段。虽然按人类这是一个长的时间，但这不过是按宇宙的众所周知的一个眨眼。

这进一步表明，发现这个暴露的恒星核真的是非常偶然的。

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至于这个被暴露的核的未来，该团队说γ哥伦比目前正在用氦来加剧核聚变创造更重的元素，这最终也开始来聚变。当γ哥伦比最终耗尽了核聚变的燃料时阻止核在它自己的引力下向内压缩坍塌的能量也将停止。

这将导致引力坍塌引发一颗剥离的核超新星，并将γ哥伦比变成一颗中子星------一个太阳的质量被压缩成一个直径接近地球上平均城市直径的恒星残骸。

天文学家提出一个更好地理解γ哥伦比能够来自用星震学研究它，星震学是一个研究恒星的振荡以及声波怎样穿过包含它们的等离子体来研究恒星内部的科学领域。

该团队的研究发表在《自然天文学Nature Astronomy》杂志上。