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最新发现罕见"怪物巨星" 30年温度飙升8000度

http://www.kexue.com 2012-12-12 09:54:00 腾讯科学  发表评论

罕见“怪物巨星”30年内温度飙升至8000度
科学家绘制特超巨星HR 8752近一个世纪的温度变化,在过去30年内温度急剧攀升

  一支欧洲科学家小组近日公布了在过去三十年间对宇宙中神秘天体特超巨星(Hypergiant)的研究成果,发现HR 8752超级发光恒星在三十年间温度至少飙升了3000摄氏度,科学家认为这颗超级恒星经历了极为罕见的“黄变进化”阶段,这一发现标志着揭开大质量恒星演化的重要一步。图中显示的是艺术家绘制的特超巨星HR 8752所处的演变阶段,体现了近一个世纪以来我们了解到的恒星表面温度变化情况。

  研究发现从1985年到2005年间,特超巨星HR 8752表面温度从5000摄氏度飙升到8000摄氏度,然而半径却极具下降,从750倍太阳半径降低到400倍太阳半径。由欧洲六个国家组成的天文学家小组,其中包括比利时皇家天文台,对特超巨星HR 8752进行了长达三十年的跟踪调查,认为这颗怪物恒星经历了超大质量恒星一生中极为短暂的极不稳定期。相关研究成果发表在最新出版的《天文学和天体物理学》期刊上,有望揭开星系最明亮的大质量恒星之谜。

  特超巨星是一种拥有大质量并异常明亮的恒星,亮等可达到是太阳的数百万倍,而且直接也是太阳的数百倍之巨,HR 8752特超巨星亮等则为太阳的数十万倍,我们可以通过普通的双筒望远镜在仙后座北部星座方向发现它的踪迹,由此该天体也被命名为仙后座 V509,目前处于黄超巨星阶段,距离地球大约4500光年。目前我们星系中仅确认存在12颗特超巨星。“黄变进化”阶段在特超巨星全寿命期间持续的时间极短,但确迅速地改变该天体的温度和亮度。研究小组发现该阶段具有非常不稳定的特征,比如天体引力不稳定。

  由于特超巨星存在极为不稳定的外层大气环境,因此此类天体在经历不稳定期时会大量丢失质量,被喻为质量禁区,可在一年的时间损失相当于一个太阳的质量。而当特超巨星进入不稳定期后会尽可能地跳出质量损失的状态,这也是为什么我们发现特超巨星的不稳定期极短,几乎所有的特超巨星都处于不稳期之外。来自欧洲数国的研究人员发现HR 8752天体是非常罕见的特超巨星,部分原因是它正在经历不稳定期,到目前为止,天文学家们已经对HR 8752的外层大气结构的变化进行了超过三十年的定期密切监视调查。

  根据比利时皇家天文台科学家亚历克斯·洛贝尔(Alex Lobel)介绍:“HR 8752特超巨星在1980年左右的情况与特超巨星‘Rho Cas’几乎完全相似,光谱型为F型。”洛贝尔所领导的国际天文学家小组曾经观测到仙后座星群Rho Cas特超巨星的惊天爆发,然而HR 8752表面温度的迅速飙升使其看起来像是炙热的A型恒星,由此我们可以感受到HR 8752在那段使其发生的巨大变化。根据以往的观测记录,特超巨星HR 8752在1900年至1980年的大气温度非常温度,处于5000摄氏度左右。

  但是在1985年至2005年之却迅速飙升3000摄氏度,直逼8000摄氏度,半径却迅速从750倍降低至400倍太阳半径。在1985年,研究小组对特超巨星HR 8752进行了长期的光谱观测分析,发现其正好处于罕见的不稳定期边缘,并开始进入该阶段。期间该天体的外层大气环境属性甚至发生了变化,对此研究小组认为特超巨星的大气是不稳定的,大量电离态的氢气和氦气处于之中,而当大气温度稳定在8000摄氏度时,情况才变得稳定。

  对此,HR 8752天体的命运目前还不清楚,但科学家根据观测现象暗示这颗特超巨星可能在超新星爆发过程中灭亡,或者它会快速经历不稳定期变成一颗炎热、类型不定的高光度蓝变星。荷兰空间研究所的科学家Kees de Jager和Hans Nieuwenhuijzen认为目前对HR 8752特超巨星观测持续进行中,无论如何都不会错过它的变化。这项发现是解释宇宙中极端恒星的重要一步,科学家预计在银河系中还处在类似属性的特超巨星。 (Everett)

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