天文學(xué)家可以通過一顆恒星發(fā)出的光來了解很多情況。例如，顏色可以顯示恒星表面溫度以及恒星內(nèi)部和周圍的元素。亮度與恒星的質(zhì)量有關(guān)，對(duì)許多恒星來說，亮度波動(dòng)，有點(diǎn)像閃爍的蠟燭。

由加州大學(xué)圣巴巴拉分校馬斯·庫(kù)普弗領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種新的脈動(dòng)發(fā)生器，這種脈動(dòng)發(fā)生器的亮度每五分鐘變化一次，其研究研究結(jié)果發(fā)表在《天體物理學(xué)》上。

加州大學(xué)圣塔芭芭拉分?？ǜダ锢碚撐锢硌芯克?KITP)的博士后學(xué)者庫(kù)普弗說：許多恒星都有脈動(dòng)，甚至太陽(yáng)也在非常小的尺度上有脈動(dòng)。一個(gè)真正的脈動(dòng)發(fā)生器，由于其溫度、半徑或兩者的周期性變化，其亮度可變化10%左右。亮度變化最大的通常是徑向脈動(dòng)器，當(dāng)整個(gè)恒星的大小發(fā)生變化時(shí)，它們就會(huì)‘呼吸’進(jìn)來和出去。通過詳細(xì)研究脈動(dòng)，天文學(xué)家可以了解這些恒星的內(nèi)部特性。

起初，庫(kù)普弗和加州理工學(xué)院的科學(xué)家在Zwicky瞬態(tài)觀測(cè)設(shè)施(帕洛瑪天文臺(tái))的觀測(cè)中尋找脈動(dòng)周期不到一小時(shí)的雙星。其中四顆因?yàn)榱炼仍诙潭處追昼妰?nèi)發(fā)生了巨大變化而脫穎而出。后續(xù)數(shù)據(jù)很快證實(shí)，它們確實(shí)是脈動(dòng)發(fā)生器。Kupfer和加州理工學(xué)院的合作者們，以及前加州大學(xué)圣巴巴拉分校的博士生Evan Bauer和KITP的主任Lars Bildsten一起研究，現(xiàn)在已經(jīng)確定這些突出的恒星是熱亞矮星脈動(dòng)器。

亞矮星是一顆直徑約為太陽(yáng)十分之一的恒星，質(zhì)量在太陽(yáng)的20%到50%之間。它們非常熱，表面高達(dá)5萬攝氏度，而太陽(yáng)的溫度才6千攝氏度。這些恒星已經(jīng)把核心的所有氫都熔合成氦，這就解釋了為什么它們那么小脈動(dòng)那么快。這一發(fā)現(xiàn)令人驚訝，科學(xué)家們此前并沒有預(yù)測(cè)到這些恒星的存在，但現(xiàn)在回想起來，它們很符合恒星演化的主要模型。由于這些恒星的質(zhì)量較低，研究小組認(rèn)為，它們最初是典型的類太陽(yáng)恒星，其核心將氫聚變成氦。

在耗盡核心的氫之后，恒星膨脹到紅巨星階段。通常，一顆恒星會(huì)達(dá)到它最大的半徑，并開始在核心深處聚變氦。然而，科學(xué)家們認(rèn)為，這些新發(fā)現(xiàn)的恒星外層物質(zhì)是在氦變得足夠熱、密度足以聚變之前被一個(gè)伴星偷走的。在過去，熱亞矮星幾乎總是與變成紅巨星的恒星有關(guān)，核心開始融合氦，然后被伴星剝離。新發(fā)現(xiàn)表明，這個(gè)群體包括不同類型的恒星，有些會(huì)發(fā)生氦聚變，有些則不會(huì)。

恒星的脈動(dòng)使科學(xué)家能夠探測(cè)質(zhì)量和半徑，并將這些測(cè)量值與恒星模型進(jìn)行比較，這在以前是不可能的?，F(xiàn)在能夠通過將它們與由相對(duì)冷的氦組成低質(zhì)量核理論模型進(jìn)行匹配，來理解這種快速的脈動(dòng)。天空觀測(cè)正在改變天文學(xué)，茨威基瞬態(tài)觀測(cè)設(shè)施正在幫助開拓這一方法。這一最新結(jié)果是一個(gè)完美的例子：通過觀察遙遠(yuǎn)恒星在短短幾分鐘內(nèi)的脈動(dòng)，天文學(xué)家對(duì)恒星演化獲得了意想不到的洞見。

博科園｜研究/來自：加州大學(xué)圣巴巴拉分校

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab263c

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