天文学家在太阳系之外发现了一个巨大的环形系统,里面有一颗恒星

2024-05-13

1. 天文学家在太阳系之外发现了一个巨大的环形系统,里面有一颗恒星

天文学家在遥远的星球上取得了令人难以置信的发现。在研究天空时,荷兰莱顿天文台的天文学家发现了一个巨大的环形系统,里面有一颗恒星和一颗行星。直到 2012 年 Eric Mamajek 和 Matthew Kenworthy 发现了这个被昵称为“超级土星”的环系统,天文学家才在我们自己的太阳系之外发现了一个环系统。
  
 正如ABC报道的那样,作为研究系外行星的天文学家,Mamajek 和 Kenworthy 研究了太阳系外的行星 。他们了解新行星或恒星的最佳方式是长时间观察它们。如果一颗恒星突然变暗,天文学家会怀疑是否有行星或其他障碍物挡住了它,从而为他们提供了几百万英里外的线索。 
  
 这就是 J1407 发生的情况。2007 年,他们注意到星星在闪烁,提醒他们一些物体正在围绕着火球旋转。
     
 这颗被超大环包围的恒星被称为 J1407,围绕恒星旋转的行星被称为 J1407-b。围绕恒星的是巨大的环,直径约 1.2 亿公里,或 7450 万英里。如果你收集构成这些环的所有尘埃,那将是一堆地球大小的碎片。
  
 Matthew A. Kenworthy 和 Eric E. Mamajek 于 2015 年在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中揭示了有关这颗系外行星及其环的新信息。他们透露,J1407-b 的环需要大约十年才能绕地球一周。
  
 J1407 周围的环形系统隐藏了中间的东西——一颗明亮的恒星(来自罗切斯特大学)。与加热我们星球的太阳类似,J1407 也产生热量和光。但是 J1407 发出的大约 95% 的光被它周围的尘土环挡住了。
     
 据美国宇航局称,J1407 系统包含一颗褐矮星或一颗年轻的巨星,但天文学家还不能 100% 确定。褐矮星有时被称为“失败的恒星”,因为它不发光,而且看起来不可见。分类也涉及到它的大小——褐矮星比木星大 15 到 75 倍。如果它最终成为一颗年轻的巨行星,J1407-b 将是一颗气态行星,类似于土星或木星,但要大得多。 
  
 天文学家认为 J1407 系统可能包含一颗与我们的太阳相当的巨星。然而,由于很难看到,需要进一步的研究来证实他们关于 J1407 轨道的理论。
  
 美国 广播公司报道说,这颗行星周围有 30 个环。这些显然是如此之大,以至于如果这些环位于我们太阳系土星行星上,我们可以很容易地发现它,不需要望远镜。这些环看起来如此巨大,以至于我们甚至可以用肉眼看到它们之间的缝隙。在荷兰莱顿天文台工作的马修·肯沃西教授估计,它似乎比地球的月球大两到三倍。
     
 据美国广播公司报道,J1407b 行星仍然非常年轻——只有 1600 万年的 历史  。与我们拥有 45 亿年 历史 的太阳系相比,这只是时间的昙花一现。
  
 罗切斯特大学报告说,在接下来的几百万年里,随着尘埃和岩石结合形成卫星,这些环将变得越来越薄。这些漂浮的岩石将有助于在环之间创造空间,在它们一次又一次地围绕地球旋转时清除路径。科学家们认为,这实际上是土星和木星形成轨道岩石的方式,但这种卫星形成方式极为罕见。
  
 罗切斯特大学鼓励业余天文学家暂时关注“超级土星”,并继续观察天空中未被发现的行星和恒星。他们鼓励任何有新发现的人向美国变星观察者协会报告,以便天文学家更好地了解我们的宇宙。

天文学家在太阳系之外发现了一个巨大的环形系统,里面有一颗恒星

2. 天文学家捕捉到了恒星围绕着银河系中心黑洞运动的最佳画面

一颗恒星正以每秒5431英里(约8744公里)的速度绕黑洞旋转,这是光速的0.03%。
     
 上图:小星团非常靠近银河系中心的超大质量黑洞运行。
  
 通过组合来自四个功能强大望远镜的光线,科学家们捕捉到了银河系中心超大质量黑洞周围环境的最深和最清晰的图像。
  
 马克斯·普朗克天体物理研究所的天文学家朱莉娅·斯塔德勒(Julia Stadler)解释说:“这确实是数十年来观测银河系中心努力的结果。”
  
 朱莉娅·斯塔德勒是两项新研究的合作者,这两篇经过同行评审的论文已经发表在《天文学与天体物理学》杂志上,论文详细介绍了新的观测结果。
  
 其中一篇详细介绍了黑洞的新观点,另一篇描述了星系核心中质量的分布方式。这一研究团队还包括马克斯·普朗克地外物理研究所所长莱因哈德·根策尔,他们对“人马座A*”并不陌生,“因为在银河系中心发现了一个超大质量致密天体”,他们曾获得了2020年诺贝尔物理学奖。
  
 通过使用欧洲南方天文台的超大望远镜干涉仪,天文学家能够追踪到我们星系超大质量黑洞周围数颗恒星的运动,该黑洞被称为“人马座A*”(或称:人马座A星)。他们甚至发现了一颗以前不为人知的恒星,现在被命名为“S300”。有了这些新数据,天文学家就能够检验爱因斯坦的广义相对论,为黑洞设计一个新的质量估计,并测量我们到银河中心的距离。他们还能够更精确地观察到恒星在“人马座A*”附近的行为。
  
 这些恒星需要14到18年才能完成围绕黑洞的一次完整公转,这就需要长时间的观测来精确测量它们的轨道。 除了收集多年的数据外,研究小组还使用了重力干涉仪,它结合了欧洲南方天文台甚大望远镜上所有四个27英尺(8.2米)望远镜收集的光。正如 天文学家朱莉娅·斯塔德勒 解释的那样,重力干涉仪使“角度分辨率比以前提高了20倍”,这是一个“巨大的进步”。斯塔德勒说,这一点,加上复杂成像软件的使用,“使我们能够获得银河系中心迄今最深的高分辨率图像。” 
     
 上图:显示了2021年3月至7月人马座A*周围恒星运动的序列图像。
  
  重力干涉仪 测量了2021年3月至7月恒星围绕黑洞旋转时的精确运动。恒星“SN29”在2021年5月最接近人马座A*,它在80亿英里(130亿公里)的距离通过了黑洞,这大约是冥王星到太阳距离的三倍。恒星“SN29”的速度为每秒5431英里(8744公里/秒),令人难以置信。这是光速的0.03%,超过了之前的记录保持者S2, S2的速度为每秒4785英里(7703公里/秒)。 S300(之前未被探测到的恒星)的发现表明,即使是微弱的物体,重力干涉仪也很擅长发现。 
  
 天文学家朱莉娅·斯塔德勒说:“我们真的被如此接近黑洞的恒星数量惊呆了。由于重力干涉仪的高分辨率,区分它们并精确跟踪它们(相对于彼此)的运动,确实是可能的。”
  
 通过跟踪恒星的运动,对黑洞质量的修正估计也成为可能,显示它的重量相当于430万个太阳。人们发现这个观察结果与爱因斯坦的广义相对论是一致的。斯塔德勒解释说,该团队“还利用测量结果,看看人马座A*周围是否存在一些延伸质量成分,我们发现不可能有太多额外质量。例如,我们可以排除人马座A *周围有1000个较小的黑洞。”
  
 同时,这些数据还可以对它与地球的距离进行迄今最精确的测量:27000光年。
  
 重力干涉仪将在这十年的晚些时候升级,届时它将成为重力干涉仪+。当然,它仍将被安装在VLTI上,在那里它将获得更清晰的超大质量黑洞图像。希望能发现更接近人马座A*的恒星,并测量它旋转的速度。

3. 天文学家在银河系中发现70颗没有恒星的行星

太阳系外行星研究领域继续揭示关于我们宇宙的一些真正令人惊奇的事情。在几十年来只有少数几颗系外行星可供研究之后,天文学家现在总共处理了4,884 颗已确认的系外行星,另有 8,288 颗等待确认。随着詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST)、欧几里得、柏拉图和南希格雷斯罗马太空望远镜(RST)等下一代任务的发现,这个数字预计将在未来几年呈指数级增长。
  
 除了大量了解外行星的类型以及已知哪些恒星会产生它们之外,天文学家还取得了另一个惊人的发现。我们银河系中不乏没有母星的系外行星。使用来自世界各地的望远镜,一组天文学家最近发现了另外 70 颗自由漂浮行星(FFP),这是迄今为止发现的最大“流氓行星”样本,可供研究的 FFP 数量几乎翻了一番。
  
 负责这一发现的研究团队由波尔多天体物理学实验室 (LAB) 和维也纳大学的博士后研究员 Nuria Miret-Roig 领导。来自实验室、京都国立自然科学研究院(NINS)、法国国家科学研究中心(CNRS ) 以及天文生物学中心(CAB) 和人工情报部门(DIA )的多名研究人员加入了她的行列。) 在西班牙。描述他们发现的研究最近发表在《自然天文学》上。
  
 为了分解它,几十年来,天文学家一直在猜测 FFP(也称为“流氓行星”)的存在,数值模拟表明它们可能完全常见。事实上,一些研究表明,可能有数十亿颗这样的行星漂浮在星际空间中——数量可能超过银河系中的恒星!行星如何流氓的确切机制仍然是个谜,但存在几种理论。
  
 其中,天文学家推测行星有规律地在星际空间形成,它们被与经过的恒星的引力相互作用拉走,超新星将它们踢出,或者它们在太阳死亡后自由漂浮到太空中。正如 Roig 和她的同事在他们的研究中指出的那样,之前的研究已经在年轻的星团和银河场内确定了 FFP。尽管如此,样本在年龄和来源上总是很小或异质的。
  
 此外,流氓行星通常无法在可见光下成像,就像试图辨别绕恒星运行数千倍的系外行星一样。为此,天文学家需要使用非常灵敏的望远镜和仪器。其次,他们还需要在大量场星和背景星系中识别行星质量成员。这相当于大海捞针,但针是最不发光的物体。
  
 为了克服这个问题,Roig 和她的团队将夜空中物体的自行运动与 20 多年来多个天文台获得的多波长测光相结合。其中包括位于拉帕尔马岛(西班牙海岸附近)的艾萨克牛顿小组(ING)、位于夏威夷马努阿基亚的加拿大-法国-夏威夷望远镜以及欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)、可见光和红外巡天天文望远镜(VISTA)、VLT 巡天望远镜(VST)和MPG/ESO 2.2 米望远镜,均位于智利北部的阿塔卡马沙漠。
  
 他们还依赖于欧洲航天局 (ESA) 天基盖亚天文台的天体测量观测。正如新研究的项目负责人 Hervé Bouy 在最近的 ING新闻稿中所说。
  
 “我们的绝大多数数据来自 ESO 天文台,这对这项研究绝对至关重要。他们广阔的视野和独特的敏感性是我们成功的关键。我们使用了来自 ESO 设施的数以万计的宽视野图像,对应于数百小时的观察,以及数十 TB 的数据。”
  
 最后,该团队利用年轻的流氓行星从形成时仍然温暖的方式,允许敏感的望远镜和相机直接检测。这就是红外和光学望远镜新的深广视野观测发挥作用的地方,它为该团队提供了超过 80,000 张广视野图像(100 TB 的数据)。由此,该团队发现了至少 70-170 个质量与木星相当的新 FFP,它们位于天蝎座和蛇夫座 星座 ,这是离我们太阳系最近的恒星形成区。
  
 正如 Miret-Roig 在最近的 ESO新闻稿中所说,这是有史以来发现的最大的FFP单一样本:
  
 “我们不知道会期待多少,并且很高兴发现了这么多。我们测量了大片天空中数以千万计的光源的微小运动、颜色和亮度。这些测量使我们能够安全地识别该地区最微弱的物体,即流氓行星。”
  
 这一发现也意味着天文学家拥有的数据集将是他们之前的近两倍,这将在不久的将来进行后续观测时派上用场。这个大样本已经在帮助天文学家完善他们关于流氓行星的性质和起源的理论。基本上,在上天蝎座协会中观察到的 FFP 数量超过了天文学家的预期,如果它们只是像恒星在星际介质中那样形成的话。
  
 这表明可能有更多的机制在起作用,而且之前的估计表明我们的星系中可能有数十亿个 FFPs 是正确的。Bouy 说,假设他们在天蝎座上观察到的 FFP 的比例与其他恒星形成区域的相似,那么将会有数十亿颗木星质量的行星在银河系中漫游,甚至更多的地球质量行星——其中许多已经被在银河系中观察到:
  
 “可能有数十亿颗自由漂浮的巨行星在银河系中自由漫游,而没有宿主恒星。这些物体非常微弱,用现有的设施几乎无法研究它们。ELT 对于收集有关我们发现的大多数流氓行星的更多信息绝对至关重要。”
  
 ESO 的超大望远镜(ELT) 目前正在阿塔卡马沙漠建造,预计将在 2027 年收集第一束光线。 凭借其 39 米(128 英尺)的主镜和先进的光谱仪、日冕仪和自适应光学套件,ELT 将能够直接成像系外行星、流氓行星,并表征它们的大气层。同年,美国宇航局的南希格雷斯罗马太空望远镜也将发射太空并开始进行系外行星调查,其中可能包括像火星一样小的 FFP。
  
 “我们确定的 FFP 也是后续研究的绝佳目标。特别是,它们对于在没有致盲主星的情况下研究行星大气至关重要,使观测变得更加容易和详细,”布伊补充道。“与围绕恒星运行的行星大气的比较将提供有关其形成和特性的关键细节。此外,研究这些物体周围存在的气体和尘埃,我们称之为‘环行星盘’,将更清楚地了解它们的形成过程。”
  
 这项研究的另一个意义是它对行星形成和演化模型的意义,这是理解宜居行星和生命起源的关键。米雷特-罗伊格说:
  
 “发现大量年轻 FFP 对行星系统的形成和早期演化具有重要意义,特别是对所涉及过程的时间尺度。我们的观察表明,巨行星系统必须在该地区观察到的生命周期(3-1000 万年)内形成并变得动态不稳定,才能增加 FFP 的数量。目前的研究表明,我们太阳系中巨行星之间的动力学不稳定性可能也发生在早期,尽管它不像我们发现的那样大的行星弹出所需要的不稳定性那么剧烈。”
  
 还有一个令人兴奋的可能性,即 FFP 可以承载生命,可能藏在地下口袋中,放射性元素的缓慢衰变或对流提供必要的热量。另一种可能性是,FFP 的卫星可能拥有厚厚的大气层和表面有水的卫星,从而再次提高了生命存在的可能性。这些可能性中的任何一个是真实的吗?未来几年将有成百上千的 FFP 可供研究,我们会找到一种或另一种方式。

天文学家在银河系中发现70颗没有恒星的行星

4. 天文学家发现银河系边缘正形成恒星的有力证据

此次,研究团队利用100米口径的德国埃费尔斯贝格射电望远镜及65米口径的上海天马射电望远镜,对“银河画卷”发现的约200个位于银河系外旋臂之外的分子云进行了与水(H2O)、羟基(OH)和甲醇(CH3OH)等有关的脉泽搜寻。通过脉泽巡天,科研人员在5个分子云中发现了脉泽辐射,其中包括距离太阳约6.85万光年的甲醇脉泽和距太阳约5.87万光年的羟基脉泽。
  
 “以往在银河系边缘只观测到水脉泽,而此次研究是第一次发现多种脉泽的存在。特别是甲醇脉泽的发现,直接说明银河系气体盘边缘有大质量恒星正在形成。此外,这项研究成果也有助于人类进一步理解大质量恒星形成的理化环境,以及银河系的恒星形成 历史 。”领导此项研究的紫金山天文台工程师孙燕说。
  
 “银河画卷”是一项由紫金山天文台主导、自2011年开始实施的巡天计划,其观测范围覆盖北天银道面±5度的天区以及邻近恒星形成区、高银纬星际分子云等。目前,这一工程已完成目标巡天计划的60%。
  
 相关研究成果已于近日发表在国际天文学核心期刊《天体物理杂志》(The Astrophysics Journal)上。

5. 天文学家可能在银河系外发现了第一颗行星

  在上个世纪初,天文学家就认为行星在宇宙中是普遍存在的,但是却没有观测证据。在1995年的时候,我们才间接证明了第一颗系外行星的存在。值得一提的是,系外行星指的是太阳系之外的行星。到现在,天文学家已经发现了4000多颗系外行星,但是这些都在银河系之内,没有发现银河系之外的行星。不过,最近一篇发表在《自然天文学》杂志的文章显示,天文学家首次发现了银河系外行星的迹象。 
    发现系外行星的方法有很多,“凌日法”是其中的主力。当系外行星运行到其母恒星和我们之间时,它就会遮挡住其母恒星射向我们的光线,导致我们观察到的亮度呈现   周期性   变暗。这样一来,我们就能间接确定有系外行星围绕恒星旋转。 
       不过,由于系外行星和其母恒星体积相差巨大,再加上它们与我们相距遥远,亮度的变化程度微乎其微,肉眼不可能看出来,只能借助于精密的仪器进行观测。开普勒太空望远镜就是这样一台机器,它在轨期间发现了数千颗系外行星,被形象地称为“行星猎手”。 
    不过,由于仪器的精密程度有限,利用这种方法加上这些仪器,我们只能观测银河系内的系外行星。对于银河系外其它遥远的星系,如果不转变思路的话,那么确实是无能为力。 
    为了发现银河系外的行星,在现阶段技术之下,天文学家必须要寻找非同寻常的例子。天文学家将焦点转移到中子星或黑洞上面,寻找绕这两者运行的行星。 
    这两种致密的天体,会吸收其周围的物质形成吸积盘。吸积盘中的物质在引力作用下盘旋着下落,相互摩擦导致温度急剧升高,最后会向宇宙空间辐射出能量,其中就包含X射线。 
       事实上,有一些中子星或黑洞的吸积盘并不是非常大。在适当的距离之下,围绕它运行的行星在我们看来比吸积盘还要大。这就像日全食一样,虽然太阳比月亮大得多,但是距离的原因让它们在地球上看起来一样大,因此月亮可以遮住太阳形成日全食。 
    本次发现的银河系外的行星位于M51星系,它是一个漩涡星系,距离我们2800万光年。天文学家在对M51星系中的M51-ULS-1双星系统进行观测时,发现钱德拉天文台收到的X射线数据出现异常,本该出现的数据却呈   周期性   消失。 
       通过各种可能原因的排除,天文学家认为这是一颗系外行星。对数据的分析显示,该颗行星与土星差不多大小,但是轨道半径却是土星轨道半径的2倍,它恰好能完全挡住吸积盘向我们发出的X射线,导致在这个时期我们收不到X射线信号。虽然天文学家需要更多数据来证实这些发现,但它标志着星际系外行星研究的开始。 

天文学家可能在银河系外发现了第一颗行星

6. 近期,银河系中最大的恒星团吞噬了一个较小的星团,天文学家肯定

这张红外图像的宽度为3.2光年,显示了银河系核心巨大恒星团的中心区域,距地球约27,000光年。
  
 银河系的核心有两个巨大物质团,即最大的黑洞和围绕着黑洞的数千万个恒星团。它们比银河系中的任何其它恒星团都更密集,质量更大。恒星团中的大多数恒星在距银河系中心仅20光年内发光。它们的总重约为太阳的2500万倍。新的观察结果表明,这种“核恒星团”发出的光大多归功于另一 大星 团。甚至是一个很小的星系,这些星团被主星团吞没了。
     
 核星团存在于许多星系中,是宇宙中最密集的星团。天文学家们正在努力弄清楚这些聚集是如何被挤满的,以及它们是如何给星系中心的巨大黑洞喂食的。
  为了了解银河系的核心,加州大学洛杉矶分校的天文学家杜和他的同事们在距离银河系中心五光年的范围内,观察到大约700个红色巨星。由于地球和银河系中心之间的尘埃阻挡了恒星的可见光,所以天文学家利用红外波长进行研究,该波长可以更好地穿透尘埃。
     
 杜说:“我们注意到我们的数据非常奇怪,那就是金属含量少于我们的太阳的恒星,它的运动似乎不同于金属含量更多的恒星。”
  研究小组发现,核恒星团中大约有7%的恒星,绕银河系中心旋转的速度比其同伴快,并且绕不同的轴旋转。红外波长的数据表明,这种快速旋转的星团其金属含量仅为太阳的30%。相比之下,核恒星团中的大多数其他恒星所含金属比太阳还要多。
  杜说:“这一发现表明,至少有一些核星团是由吸入的物质形成的。”
     
  一个贫金属恒星,簇数上千光年的星系核心可能沉入主星团。坠落的星团是动摩擦的受害者,该过程可以改变星团穿过太空的路径。在此过程中,绕行星团的引力吸引了在其后形成尾流的物质。然后,这种物质的重力向后拉动,使星团越来越靠近银河系中心。
  新泽西普林斯顿高级研究学院的天体物理学家斯科特·特雷梅恩说:“到目前为止,我认为最自然的解释是,恒星确实来自不断旋转的星团。”
  在一项伴随研究中,德国海德堡大学的一个团队用计算机进行模拟,以模拟落入银河系核恒星团的恒星团,以解释新的观测结果。这些模拟表明,这种事件发生的时间不到30亿年前,而被吞噬的恒星团的质量大约是太阳的100倍。这个质量相当于银河系中最大的球状星团欧米茄半人马座,这是一种密集的恒星群,但没有核恒星群那么极端。
     
 尽管如此,许多核恒星团的其他恒星可能已经诞生在银河系中心。科学家们不能排除被吞噬的受害者是矮星系。矮星系和球状星团都可以拥有相似数量的恒星。但是它们的恒星具有不同的化学元素比率,因此未来对核恒星团的观测可能能够区分这两种情况。

7. 分布在银河系中心的球状星团,集中了银河系中最早形成的一批恒星

 
   “星团”是指在宇宙空间中恒星数量超过10颗以上,并且这些恒星之间分布的距离较近,彼此之间存在着相互引力作用的星群,星团也是一种天体系统,是一种比太阳系规模大许多的天体系统。虽然恒星数量超过10颗以上就可以形成星团了,但是实际上我们在银河系内发现的星团,其拥有的恒星数量都十分惊人,有的星团甚至拥有多达几十万颗恒星。
   
   科学家根据星团中恒星之间的距离和结构关系,把星团分为疏散星团和球状星团。“疏散星团”通常有几十颗至几十万颗恒星组成,结构松散,形状不规则,比如昴宿星团、毕宿星团、鬼宿星团等,目前在银河系内共发现了1000多个疏散星团,这些 疏散星团分布的位置大多在银河系的旋臂上 。
   
   “球状星团”通常有几万颗至几十万颗恒星组成,恒星彼此之间距离很近,一起组成了一个巨大的由恒星组成的球体,而且越往星团中心恒星密度越高。球状星团中的恒星平均密度比太阳周围的恒星密度高几十倍,而球状星团中心的恒星密度则要大到上千倍,是密集的恒星分布区。目前在银河系内共发现了大约有150个,其中球状星团M2、M3、M4、M5、M9、M15是比较著名的球状星团。
   
   和疏散星团多分布在银河系的巨大旋臂上不同,那些 球状星团都集中分布在银河系的中心附近 。科学家在对球状星团进行观测时发现,它们在天空中的分布十分奇特,其中有三分之一的球状星团都分布在人马座附近的一小片天空中,而银河系的中心就在人马座方向,所以球状星团多分布在银河系中心,而且在往银河系中心集中。
   
   如果从星团中恒星的组成来看,疏散星团和球状星团也完全不同。疏散星团多是由年龄只有几百至几千万年的年轻恒星,多是蓝巨星组成;而球状星团多是由年龄超过100亿年的恒星,这些恒星的年龄几乎赶上宇宙的年龄,可以说是银河系中最早的一批恒星。所以我们可以这样理解,在银河系旋臂中的星云里会诞生新的恒星,他们会组成疏散星团,当然疏散星团存在的时间通常不长,几百至几千万年后,这些恒星会彼此分离,各自运行到宇宙空间中去,形成像太阳一样的恒星。
   
   而随着恒星的不断演化,在老年期这些恒星在引力作用下会相互聚集,并往银河系中心移动,形成“球状星团”,球状星团就是老年恒星的归宿,他们最终都会聚集到银河系的中心。人类最早发现的球状星团是M22,是由德国天文学家在1665年发现的。在球状星团内,由于恒星之间的距离很近,有的区域恒星之间的距离只有0.1光年,所以很难形成太阳系那样的行星系统,而且由于距离太近,恒星之间还有可能发生碰撞,而在球状星团中心可能存在有黑洞。
   
   

分布在银河系中心的球状星团,集中了银河系中最早形成的一批恒星

8. 天文学家在星团中发现了19颗,新的大质量恒星

利用欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT),一个国际天文学家小组研究了年轻的VVV CL074星团中大量大质量恒星。这些观测结果揭示了25颗恒星的基本特性,其中19颗是首次被发现。研究结果发表在《arXiv》上的一篇研究论文中。大质量恒星根据其初始质量演化成不同类型的后期天体。然而,这一过程的许多方面仍然未知,因为大质量恒星的演化仍然没有完全受到限制。
  
 
  
 其中一个有助于解决这些不确定性的方法是研究年轻大质量星团,它们承载着各种大质量恒星的群体。因此,由法国蒙彼利埃大学法布里斯·马丁斯(Fabrice Martins)领导的一群天文学家,对一个名为VVV CL074的年轻星团进行了观测。为此,他们利用摄谱仪在甚大望远镜上的近红外(SINFONI)仪器上进行积分场观测。在本研究中,研究了年轻大质量星团VVV CL074的新的光谱观测结果。
  
 
  
 利用积分场光谱学,天文学家描述了最亮成员的光谱特性,并确定了新的OB和WR(伍尔夫-拉耶特)恒星。总的来说,研究小组已经在VVV CL074的25颗大质量恒星k波段光谱中,研究了氢、氦,有时还有碳和氮谱线的存在。结果表明,研究对象中有19颗是新发现的恒星,新发现的恒星中有15颗最有可能是星团的成员,而剩下的4颗则被归类为前景恒星。在25个被研究对象的样本中,有3个是WR星,其余的是O星和B星。
  
 
  
 除了这些恒星外,天文学家还发现了21个具有强一氧化碳吸收光谱的天体。根据这项研究,到VVV CL074的距离被计算为大约33000光年,这使得它成为迄今为止发现的最远年轻大质量星团之一。天文学家估计样本中的大多数恒星都在300万到600万年之间。还发现,两颗WR恒星(指定为WN8和WC9)的初始质量明显在40到60个太阳质量之间。
  
 
  
 通过与银河系中其他类似星系团的性质进行比较,研究人员得出了最终的结论,这将有助于我们更好地理解大质量恒星的演化路径。该星系的中央星团比VVV CL074更古老,与VVV CL074中WR恒星的祖先相比,其WR种群来自于初始质量较低的恒星。WN8和WC9恒星都存在于这两个星团中,这表明在初始质量范围内的恒星演化过程中会遇到这样的光谱类型。
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