宏大的红巨星已经新发现伴星——而它可能是一个糟糕的邻居

By Robert Lea published 9 hours ago

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将一位亲密同伴扔进这个混合中可能进一步破坏围绕这些恒星已经复杂的进程

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 由非常长大望远镜观测到的红巨星天鹤座π1（π1 Gruis）。(Image credit: ESO)

天文学家已经发现，一颗变老的红巨星有一个紧密环绕的恒星伴星，这可能正在造成对这颗恒星的破坏。这一发现可以帮助研究人员更好了解大约50亿年后当太阳变成红巨星时地球和其他太阳系行星将发生的。

问题中的红巨星是天鹤座π1，科学家们亲切地称之为πone Gru，它距离地球约530光年。这颗红巨星有我们的太阳的相同质量，但它处于它的“膨胀出去”成红巨星相，也被指为渐近巨星分支（AGB），由于它在恒星演化的赫罗图上的位置，这意味着天鹤座π1现在是我们恒星的350到400倍大。

天鹤座π1也比太阳更明亮数千倍照耀，这意味着发现潜在的环绕它的即便它们本身就是恒星的伴星是极其困难的。真的渐近巨星分支恒星的伴星一般特别的难以捉摸。该团队通过转向位于智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）解决这个问题，一个由66个无线电天线组成的阵列。

来自澳大利亚莫纳什大学的团队负责人森（Yoshiya Mori）在一份声明中说：“了解伴星轨道的一个关键部分是知道渐近巨星分支恒星的质量。我们的团队通过用它的观测到的光度和脉动特征来发现最合适的恒星模型帮助了更好约束这种质量。这项研究是特别有趣的，因为将一个亲密的伴星扔进这个混合可能可能的进一步造成围绕这些恒星已经复杂的过程的破坏” 。

当恒星耗尽它们核内的氢时变成红巨星，并且不能再进行将宇宙中最轻的元素转化为氦的核聚变过程。因此，恒星的核收缩因为它们不再产生能量，赋予它们向外推来抵消被它们自己的引力创造的向内压力。

然而在这些恒星的外层氢到氦的聚变仍正在发生，这造成这些外层膨胀出去多达恒星的原始半径的1000倍。随着红巨星变老它们经历脉动并抛掉广大量的物质。

最终，质量与太阳相似的恒星作为一个叫白矮星的冷却恒星核结束它们的生命，白矮星被被称为“行星状星云”的脱落恒星物质（尽管与行星没有关系）包围。这一过程被密切伴星的存在复杂，这些伴星能与红巨星引力上相互作用，甚至能从它们膨胀出去的伴侣偷走质量。

了解对红巨星进化这些潜在并发症一直是一个挑战，因为渐近巨星分支伴侣一直难以捉摸的。

森和同事收集了关于被阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列收集的天鹤座π1的数据，并将它与莫纳什大学最先进的恒星演化模型以及衍自现有研究的模型比较来预测红巨星如何脉动。

研究小组发现了一个伴星的证据，还发现它可能是在一个近乎完美的圆形轨道上，而不是为红巨星伴星已经被预测的扁平圆形或“椭圆形”轨道。

这隐含着这颗恒星的围绕红巨星的轨道比以前想的更快演变，某些可能对我们的红巨星的伴星在恒星生命后期如何被影响的理解必须修正的事情。

比利时鲁汶大学的团队负责人马茨（Mats Esseldeurs）在同一份声明中说：“了解亲密伴侣在这些条件下如何行为帮助我们更好预测对围绕太阳的行星将发生什么，以及伴侣如何影响巨星本身的进化”。

该团队的研究于11月10日发表在Nature Astronomy.