首例“泪滴”状恒星以自己的节奏脉动

还有哪些奇特的恒星形状?
Artist's interpretation of the teardrop star and its partner.
HD 74423 朝着伴星膨胀。Gabriel Pérez Díaz (IAC)

如果HD 74423太阳系中有生命存在,它们的幼崽绘制白天景象的方式将与人类儿童截然不同。我们画一个太阳,它们会画两个。我们画圆形的太阳,它们很可能把它们的太阳之一画成一个鼓鼓的泪滴状。技艺高超的动画师甚至可能捕捉到这个凸起在几个小时内伸向伴星又缩回的运动。

这颗恒星奇特的形状和行为足够显著,以至于从1600光年外的地球上就能探测到,天文学家们周一宣布,相关论文发表在《自然-天文学》杂志上。理论家们早就怀疑这种系统是可能的,但HD 74423是第一个被证实包含一颗其脉冲延伸到其伴星的双星。而且,因为它代表了恒星相互作用的新方式,它还可以帮助天体物理学家更好地理解为什么有些恒星会起伏变形,而另一些则保持相对静止。

“哇,”波兰尼古拉斯·哥白尼天文中心的天文学家Gerald Handler在收到包含这颗膨胀恒星闪烁数据时,在一封发给同事的电子邮件中写道。“我以前从未见过这样的东西。”

我们的太阳日复一日地看起来变化不大,那是因为我们离它太远了。而近距离观察,太阳表面的沸腾水泡揭示了它更多变、液态的一面。其他恒星内部也会发生搅动和冒泡,在合适的情况下,它们会充满活力地脉动。(星震学领域利用这些回声来推断恒星表面之下发生了什么。)

恒星剧烈跳动的一个典型例子是“心跳星”。它们成对出现,轨道呈椭圆形,使得两颗恒星交替地靠近和远离。当伴星靠近时,它们会给彼此一个额外的引力挤压,当它们分开时,这种挤压就会放松。随着时间的推移,这些规律性的挤压会导致一颗或两颗恒星起伏——像鸡蛋一样拉长,然后又收缩成类似橘子的矮胖形状。

新发现的HD 74423是一对恒星,它们以大约38小时一次的近似圆形轨道相互绕转。Handler说,它们彼此之间的距离相当恒定,这意味着它们不符合心跳星的定义。它们的行为甚至更奇怪。

由于伴星彼此绕转得如此之近,一颗伴星的引力会将另一颗恒星的表面拉向自己,将其拉伸成持续的泪滴状。而这个泪滴会向着伴星的方向向内和向外脉动。在一篇即将发表的论文中,天文学家们将提出这种脉动发生是因为恒星的锥形部分“更蓬松”,Handler说,这种蓬松性会放大太阳深处朝向伴星的自然涟漪。

英国兰开夏大学的天体物理学家Donald Kurtz几十年前就预测了这种可能性,但直到现在才有一位天文学家发现了它。“我寻找这样一颗恒星已经快40年了,现在我们终于找到了,”Kurtz在新闻发布会上说。

而他们几乎没能发现它。美国宇航局(NASA)的凌日系外行星巡天卫星(TESS)专注于搜寻系外行星,使得这次发现成为可能。在HD 74423中,伴星阻挡了来自泪滴状恒星的光线,就像系外行星可能做的那样,但又不完全相同,无法被NASA的搜寻行星算法自动识别。

取而代之的是,两位志愿公民科学家——Robert Gagliano和Tom Jacobs——独立地注意到HD 74423发出的光线出现异常闪烁,因为泪滴状恒星时而增大、缩小、旋转。他们将该系统标记为一个潜在的有趣目标,Handler通过在南非天文台进行更仔细的观测,确认了细节。“如果没有他们,我们可能永远也找不到它,”他说。

现在既然找到了,下一步就是寻找更多。虽然这种情况在很大程度上是一个天文学上的奇观,但发现更多脉动的泪滴状恒星可能有助于回答一个关于恒星振动研究的更宏大的问题:为什么有些恒星会颤抖,而有些则保持静止?即使在HD 74423这对双星中,似乎也只有一颗在颤抖。天文学家们还想更深入地了解需要多大的能量才能将脉动定向,以及这个系统在数十亿年后看起来会是什么样子——所有这些问题都需要对我们宇宙中的等离子球体的结构和行为有更深的认识。

“我们只需要继续寻找,”Handler说。“现在我们的问题比答案多。”

 

更多优惠、评测和购买指南

 

Charlie 是一名记者,报道地球内外物理科学领域的发展。除了《流行科学》,他的作品还发表在《Quanta Magazine》、《Scientific American》、《The Christian Science Monitor》等刊物上。此前,他曾在莫桑比克和日本教授物理和英语,并在布朗大学学习物理。您可以在这里查看他的网站。


© .