环绕银河系光环的三颗恒星形成于0亿至130亿年前

这些恒星位于银河系
【菜科解读】
麻省理工学院的天文学家发现了宇宙中最古老的三颗恒星,它们生活在我们自己的银河系附近。
这些恒星位于银河系的“晕”中,即包围主星系盘的恒星云,它们似乎形成于120亿至130亿年前,当时最早的星系正在形成。
来源:uux.cn/Serge Brunier;国家航空和航天局
(神秘的地球uux.cn)据麻省理工学院(Jennifer Chu):麻省理工学院的研究人员,包括几名本科生,发现了宇宙中最古老的三颗恒星,它们恰好生活在我们自己的银河系附近。
研究小组发现了银河系“光环”中的恒星,光环是包围整个主星系盘的恒星云。
根据该团队的分析,这三颗恒星形成于120亿至130亿年前,也就是第一批星系形成的时候。
研究人员为小型吸积恒星系统恒星创造了恒星“SASS”,因为他们认为每颗恒星都曾属于自己的小型原始星系,后来被更大但仍在增长的银河系吸收。
今天,这三颗恒星是各自星系中剩下的全部恒星。
它们环绕着银河系的外围,研究小组怀疑那里可能有更多这样的古老恒星幸存者。
麻省理工学院物理学教授Anna Frebel说:“鉴于我们对星系形成的了解,这些最古老的恒星肯定会在那里。
”。
“它们是我们宇宙家谱的一部分。
我们现在有了一种新的方法来寻找它们。
”
当他们发现类似的SASS恒星时,研究人员希望将其用作超微弱矮星系的类似物,这些星系被认为是宇宙中最早幸存的星系之一。
这些星系今天仍然完好无损,但距离太远,太微弱,天文学家无法深入研究。
由于SASS恒星可能曾经属于类似的原始矮星系,但现在在银河系中,而且距离银河系更近,它们可能是理解超微弱矮星系演化的一把钥匙。
Frebel说:“现在,我们可以在银河系中寻找更多更明亮的类似物,并研究它们的化学演化,而不必追逐这些极其微弱的恒星。
”。
她和她的同事今天(5月14日)在《皇家天文学会月报》上发表了他们的发现。
这项研究的合著者是约旦扎尔卡大学的穆罕默德·马尔迪尼;希拉里·安达莱斯23岁;以及现任麻省理工学院本科生Ananda Santos和Casey Fienberg。
恒星边界
该团队的发现源于课堂概念。
在2022年秋季学期,Frebel开设了一门新课程8.S30(观测恒星考古),学生们在该课程中学习分析古代恒星的技术,然后将这些工具应用于以前从未研究过的恒星,以确定它们的起源。
Andales说:“虽然我们的大多数课程都是从头开始教授的,但这门课立即使我们处于天体物理学研究的前沿。
”。
学生们利用弗雷贝尔多年来从拉斯坎帕纳斯天文台6.5米的麦哲伦-克莱望远镜收集的恒星数据进行研究。
她把这些数据的硬拷贝放在办公室的一个大活页夹里,学生们仔细翻阅,寻找感兴趣的明星。
特别是,他们正在搜寻138亿年前大爆炸后不久形成的古老恒星。
当时,宇宙主要由氢和氦以及锶和钡等极低丰度的其他化学元素组成。
因此,学生们通过Frebel的活页夹寻找光谱或星光测量结果表明锶和钡丰度较低的恒星。
他们的搜索范围缩小到了麦哲伦望远镜在2013年至2014年间最初观测到的三颗恒星。
天文学家从未对这些特定的恒星进行过追踪,以解释它们的光谱并推断它们的起源。
当时,他们是弗雷贝尔班上学生的完美人选。
学生们学习了如何表征一颗恒星,以便为分析这三颗恒星的光谱做准备。
他们能够用各种恒星模型来确定每一颗恒星的化学成分。
恒星光谱中特定特征的强度,对应于特定波长的光,对应于特殊元素的特定丰度。
在完成分析后,学生们能够自信地得出结论,与他们的参考恒星——我们自己的太阳相比,这三颗恒星的锶、钡和铁等其他元素的丰度确实非常低。
事实上,与今天的太阳相比,一颗恒星的铁和氦含量不到万分之一。
桑托斯回忆道:“盯着电脑看了好几个小时,进行了很多调试,疯狂地发短信和发电子邮件,才弄清楚这一点。
”。
“这是一个巨大的学习曲线,也是一次特殊的经历。
”
“正在逃亡”
这些恒星的低化学丰度确实暗示了它们最初形成于120亿至130亿年前。
事实上,它们的低化学特征与天文学家之前对一些古老的超微弱矮星系的测量结果相似。
该团队的恒星起源于类似的星系吗?它们是如何来到银河系的?
根据直觉,科学家们检查了恒星的轨道模式以及它们是如何在天空中移动的。
这三颗恒星位于银河系光环的不同位置,估计距离地球约30000光年。
(作为参考,银河系的星盘跨度为100000光年。
)
当他们利用盖亚天体测量卫星的观测结果追溯每颗恒星围绕银河系中心的运动时,研究小组注意到了一件奇怪的事情:相对于主盘中的大多数恒星(它们像赛车场上的汽车一样运动),这三颗恒星似乎都走错了方向。
在天文学中,这被称为“逆行”,是一个物体曾经被“吸积”或从其他地方吸入的线索。
Frebel说:“唯一能让其他明星走错路的方法就是你把他们扔错了路。
”。
这三颗恒星的轨道与星系盘甚至晕的其他部分完全不同,再加上它们的化学丰度较低,有力地证明了这些恒星确实是古老的,曾经属于更古老、更小的矮星系,这些星系以随机角度落入银河系,并在数十亿年后继续其顽固的轨道。
Frebel很好奇天文学家之前分析的光环中其他古老恒星的逆行是否是其特征,他查阅了科学文献,发现了其他65颗恒星,它们的锶和钡丰度也很低,似乎也与银河系的流动相反。
Frebel说:“有趣的是,它们的速度都很快——每秒数百公里,走错了方向。
”。
“他们在逃亡!我们不知道为什么会这样,但这是我们需要的拼图,而我在开始时并没有完全预料到。
”
该团队渴望寻找其他古老的SASS恒星,现在他们有了一个相对简单的方法:首先,寻找化学丰度低的恒星,然后追踪它们的轨道模式,寻找逆行的迹象。
他们预计,在银河系4000多亿颗恒星中,该方法将发现一小部分但数量可观的宇宙中最古老的恒星。
Frebel计划在今年秋天重新开设这门课,回顾第一门课程,以及三位将成绩公布的学生,带着钦佩和感激之情。
她说:“能和三名女大学生一起工作真是太棒了。
这对我来说是第一次。
”。
“这真的是麻省理工学院方式的一个例子。
我们做到了。
无论谁说‘我想参与’,他们都可以做到,好事就会发生。
”
“吸血鬼”中子星爆炸与以近光速飞行的喷流有关
(图片来源:uux.cn/Danielle Futselar、Nathalie Degenaar、阿姆斯特丹大学Anton Pannekoek研究所。
)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):中子星是曾经死于超新星爆炸的大质量恒星的残骸。
总的来说,中子星被认为是已知宇宙中最极端的天体之一,尤其是当这些密度极高的恒星残余与伴星(尚未“死亡”)一起存在时,情况更是如此,因为伴星距离中子星的巨大引力足以从第二颗恒星上剥离物质。
换句话说,伴星就像中子星的恒星受害者。
这些“吸血鬼中子星”很特别,因为它们像宇宙中的Bela Lugosi一样复活了。
这是因为伴星的下沉物质会在中子星表面引发热核爆炸。
其中一些被偷走的物质被引导到中子星的两极,从那里以近光速以强大的天体物理喷流的形式爆发。
然而,究竟是什么导致了这些喷流的发射,以及它们是如何与这些热核爆发联系在一起的,仍然是个谜。
然而,新的研究为这个谜题提供了线索。
科学家们揭示了一种测量这些喷流速度的方法,并将这些值与中子星和它所享用的不幸双星伴星的质量联系起来。
这可能最终有助于解决这一与喷流相关的困境,并可能提供有关从伴星上剥离物质的其他物体的信息,如超大质量黑洞。
“我们第一次能够测量中子星发射的稳定喷流的速度,”主要作者、美国国家天体物理研究所(INAF)科学家托马斯·拉塞尔告诉Space.com。
“这些喷流,就像来自吸积黑洞的喷流一样,在我们的宇宙中是极其重要的,因为它们向周围环境传递大量能量,影响恒星形成、星系生长,甚至星系如何聚集在一起。
但我们并不真正了解这些喷流是如何发射的。
”拉塞尔解释说,此前,科学家们曾认为,喷流可能是由于受害者恒星中物质螺旋进入时剥离的物质旋转而产生的。
还有一种理论认为,喷流与旋转物体本身的旋转有关。
这项新的研究可能有助于确定哪个机制是主要负责的。
拉塞尔继续说道:“我们发现热核爆炸和喷流之间的联系,现在为我们提供了一个易于接近和可重复的探测器,以解开中子星喷流的发射机制。
”。
“因为我们认为所有类型的物体都以非常相似的方式发射喷流,这将有助于我们了解喷流是如何从所有物体发射的,甚至是位于星系中心的超大质量黑洞。
”中子星是如何爆炸的?为了得出他们的结论,拉塞尔和同事们检查了两个包含食中子星的系统:X射线双星4U 1728-34和4U 1636-536。
众所周知,这两个系统都会周期性地爆发热核爆发。
中子星表面的热核爆炸对科学家来说并不是一个新现象。
多年来,人们一直在分析这些爆炸,拉塞尔指出,天文学家总共观测到至少125颗“爆炸”的中子星。
拉塞尔说:“当中子星消耗附近恒星的物质时,吸积的物质会在中子星表面堆积起来。
在某个时刻,压力变得太大,就会发生不稳定的失控热核爆炸,在几秒钟内蔓延到中子星的整个表面。
”在X射线波段可以看到与4U 1728-34和4U 1636-536相关的爆发,这意味着该团队能够使用欧洲航天局的国际伽马射线天体物理实验室(INTEGRAL)太空望远镜进行探测。
拉塞尔继续说道:“我们发现,这些爆炸会导致一些额外的物质被泵入喷流,持续数十秒。
”。
“使用射电望远镜和澳大利亚望远镜紧凑阵列监测喷流,我们能够在这些额外的物质沿着喷流流下时跟踪它们,基本上为我们提供了一台宇宙速度相机来测量喷流速度。
”INTEGRAL太空望远镜的示意图,该望远镜是确定中子星喷流速度的整体。
(图片来源:uux.cn/ESA)他们希望看到的是X射线爆发后无线电发射的变化。
事实上,研究小组在每次热核爆炸的几分钟内就探测到了无线电亮度的增加。
这使研究人员得出结论,喷流的演变与热核爆炸密切相关。
拉塞尔说:“我们对喷气式飞机的反应如此清晰感到惊讶。
这些非常明亮清晰的耀斑顺着喷气式飞机流下,很容易被探测到。
”。
“我们确实预计会有一些回应,但认为会更加微妙。
”中子星喷流加速研究小组表示,这些喷气式飞机的速度是拼图中缺失的一块,这导致了喷气式飞机剧烈弹射和爆炸性进食事件之间的联系。
拉塞尔说:“速度对于了解喷气式飞机是如何发射的非常重要,这一新发现为回答这个问题打开了一个非常容易的窗口。
”。
“我们现在可以将这项实验应用于许多其他爆裂中子星,然后我们可以比较喷流速度与中子星的自旋、质量甚至磁场的相关性,所有这些都被认为是喷流发射的关键因素。
”如果该团队看到其中一种特性与喷流速度之间的相关性,它将揭示这些喷流的主要发射机制是什么——无论是中子星的旋转还是注入物质的旋转。
这是第一次测量来自中子星的这种喷流的速度,但值得注意的是,以前曾对黑洞进行过测量。
然而,拉塞尔解释说,在将中子星用作研究喷流发射机制的探测器时,中子星比黑洞具有巨大的优势。
他说:“中子星可以有非常精确测量的自旋、确定的质量,甚至可能有已知的磁场强度,所有这些在黑洞中都很难测量。
”。
“因此,目前只有通过中子星,我们才能开始将系统特性与喷流联系起来。
”总的来说,该团队现在已经在两个馈电中子星系统中看到了这一结果,但这是他们迄今为止唯一研究过的两个。
他总结道:“我们正在将我们的新技术应用于尽可能多的其他爆裂中子星,以揭示不同中子星性质的喷流速度是如何变化的。
”。
“一旦我们建立了足够的样本,我们将能够解开喷气式飞机生产的关键特性,揭示喷气式飞机是如何发射的。
”该团队的研究于周三(3月27日)发表在《自然》杂志上。
太阳死亡会有新太阳么:不会 太阳是太阳系唯一的恒星
太阳虽然八大行星等都是围绕着太阳公转和自转,但是其实太阳也是围绕着银河系的中心进行公转的,而太阳是一个热等离子体和磁场交织着的一个理想球体,同时太阳的直径也是非常的大,为1392000千米,相当于地球直径的109倍,体积也大约是地球的130万倍,太阳质量中大约四分之三都是氢,其余的几乎就是氦气了,采用核聚变的方式释放光和热。
没有太阳地球会怎样太阳死后人类大概率也是会死的,因为我们现在大部分时间都是依靠太阳的,植物是依靠太阳进行光合作用的,而动物大多是吃植物的,而我们人类更是动植物都吃,因此没有太阳就意味着没有食物,没有食物没多久就会被饿死。
况且如果没有太阳就意味着没有光和热,地球就会进入冰河时代,人类会冻死。