雲南天文台利用雙星模型解釋球狀星團中的恆星代溝

雙星相互作用產生的鈉-氧反相與球狀星團觀測樣本對比圖
球狀星團是由數十萬顆到數百萬顆被引力緊密束縛的恆星所組成的恆星集團,因其外形類似球形而得名。它們是我們銀河系中的活化石,能讓我們了解銀河系的遙遠歷史。球狀星團中的恆星一直被認為是屬於同一時代的,從而用來檢驗恆星演化理論,然而哈勃空間望遠鏡給出的觀測結果表明這些恆星之間存在代溝。不僅它們的化學組成存在差異,而且它們在赫羅圖中的分佈也完全不像同一代人。

球狀星團中的恆星代溝嚴重阻礙了人們對球狀星團形成和演化的認識,因此,如何解釋這一代溝已經成為眾多國際研究團隊的重要研究課題。人們曾猜測這些恆星也許是屬於不同時代的兩代人,而這兩代人可能是誕生於同一星團的兩次恆星形成過程,或誕生於不同的星團中,然後這兩個星團再走到一起。但人們在非常年輕的星團中沒有觀測到產生兩代恆星的誕生過程,而理論計算給出兩個星團走到一起並完全混合的可能性也非常小。因此,如何解釋球狀星團中恆星之間的代溝就成為一直困擾著研究人員的一大難題。

雲南天文台韓占文研究團組提出球狀星團中恆星之間的代溝可能是因為雙星相互作用造成的。恆星在誕生的時候,有的是成雙成對(即雙星),而有的恆星則是單個的。雖然它們都是屬於同一時代的恆星,但成雙成對的恆星會相互影響,經歷並合或物質轉移之類的物理過程,成為質量更大、旋轉更快的恆星,從而表現出與單個的恆星不同的氣質,例如不同的亮度、溫度和表面化學豐度,特別是球狀星團中的恆星鈉-氧(Na-O )豐度反相關。這就造成了球狀星團中同一代恆星之間存在代溝。

【圖、文:節錄自中國科學院雲南天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》期刊

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