天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個雙星系統(tǒng)，它擁有迄今為止所測量到距離最近的大質(zhì)量年輕恒星，這為檢驗大質(zhì)量雙星形成理論提供了一個有價值的“實驗室”。

利茲大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組已經(jīng)確定，這顆年輕的大質(zhì)量恒星PDS 27與其軌道上伴星之間的距離僅為30個天文單位，即45億公里。這大約是太陽和海王星之間的距離，使它們成為雙星系統(tǒng)中年輕大質(zhì)量恒星所確定的最接近恒星伴侶。雙星系統(tǒng)是一個有兩顆恒星圍繞質(zhì)心運行的恒星系統(tǒng)。利茲大學(xué)物理與天文學(xué)院的Evgenia Koumpia博士說：這是一個非常令人興奮的發(fā)現(xiàn)。

博科園-科學(xué)科普：在大質(zhì)量雙星形成早期階段進(jìn)行觀測和模擬是現(xiàn)代天文學(xué)的主要難題之一。隨著PDS 27及其伴星的出現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了距離我們最近、質(zhì)量最大的年輕恒星，它們位于雙星系統(tǒng)中。在圖上的空間里缺少已知年輕大質(zhì)量雙星系統(tǒng)。大質(zhì)量恒星的壽命相對較短，在幾百萬年的時間里就會燃燒殆盡，并以超新星的形式爆發(fā)，這使得它們很難被發(fā)現(xiàn)。這限制了天文學(xué)家檢測這些恒星形成理論的能力。作為研究的一部分，研究小組還發(fā)現(xiàn)了另一顆年輕大質(zhì)量恒星的伴星PDS 37。分析顯示PDS 37和伴星直接的距離在42到54個天文單位之間——相當(dāng)于太陽和冥王星之間的距離。

盡管它與PDS 27及其伴星相距遙遠(yuǎn)，但考慮到天文學(xué)研究中需要確認(rèn)巨大的年輕恒星雙星，這仍然是一個重大的發(fā)現(xiàn)。這些雙星系統(tǒng)是如何形成的，這是一個頗有爭議的問題，已經(jīng)提出了一些理論。對早期雙星的觀測研究對于驗證雙星形成的理論至關(guān)重要。PDS 27和PDS 37是稀有而重要的實驗室，它們可以幫助提供和測試關(guān)于高質(zhì)量雙星形成的理論。PDS 27的質(zhì)量至少是太陽的10倍，距離地球約8000光年。為了確定PDS 27和PDS 37是否存在伴星，研究小組使用了歐洲南方天文臺甚大望遠(yuǎn)鏡干涉儀(VLTI)上的piier儀器提供的最高空間分辨率。

這個儀器結(jié)合了來自四個望遠(yuǎn)鏡的光束，每個直徑8.2米，模擬了一個直徑130米的望遠(yuǎn)鏡。由此產(chǎn)生的高空間分辨率使該團(tuán)隊能夠解決如此接近的雙星系統(tǒng)，盡管它們與我們相距遙遠(yuǎn)，而且彼此非常接近。研究報告的合著者、利茲大學(xué)物理與天文學(xué)院的Rene Oudmaijer教授說：下一個大問題是，由于觀測困難，到目前為止一直回避這個問題——為什么這么多大質(zhì)量恒星位于雙星系統(tǒng)中？天文學(xué)家越來越清楚地認(rèn)識到，大質(zhì)量恒星幾乎從來不是單獨誕生的，至少有一個兄弟姐妹相伴，但這種情況的原因仍然相當(dāng)模糊。

大質(zhì)量恒星對它們的宇宙環(huán)境有著重要影響。它們所產(chǎn)生的恒星風(fēng)、能量和超新星爆炸反過來會影響其他恒星和星系的形成。大質(zhì)量恒星的演化和命運相當(dāng)復(fù)雜，但以往的研究表明，它們的雙星特性在很大程度上可以影響它們。大質(zhì)量年輕雙星的發(fā)現(xiàn)為我們解答關(guān)于這些恒星許多問題提供了關(guān)鍵的一步。多虧VLTI上的精密儀器所提供的強(qiáng)大的分辨率，這些發(fā)現(xiàn)才成為可能，這項研究發(fā)表在《天文學(xué)和天體物理學(xué)》期刊上。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自:?利茲大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《天文學(xué)和天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004-6361/201834624

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