天文学家发现第一批双星

独孤一山隙

美国国家航空航天局的Swift-UVOT望远镜进行的调查提供了有史以来最详细的大麦哲伦星云和小麦哲伦星云的紫外线照片，这是离我们最近的两个主要星系。研究人员使用这个紫外线数据集来确定他们为这篇论文瞄准的候选系统。鸣谢:美国国家航空航天局/斯威夫特/西姆勒(戈达德)和西格尔(宾夕法尼亚州立大学)

（）据多伦多大学：多伦多大学的天文学家发现了一群大质量恒星，它们被双星系统中的同伴剥离了氢外壳。发表在《科学》杂志上的这些发现揭示了热氦星，这些热氦星被认为是贫氢核心坍塌超新星和中子星合并的起源。

十多年来，科学家们已经提出理论，在双星系统中，大约三分之一的大质量恒星被剥夺了氢外壳。然而，到目前为止，只确定了一个可能的候选人。

“这是一个如此巨大、引人注目的洞，”合著者玛丽亚·德鲁特说，她是大卫·a·邓拉普天文学和天体物理学系的助理教授，也是多伦多大学邓拉普天文学和天体物理学研究所的副研究员。

“如果事实证明这些恒星很罕见，那么我们对所有这些不同现象的整个理论框架都是错误的，对超新星、引力波和来自遥远星系的光都有影响，”德鲁特说。"这一发现表明这些恒星确实存在."

“展望未来，我们将能够对这些恒星进行更详细的物理学研究，”德鲁特说。“例如，对我们应该看到多少中子星合并的预测取决于这些恒星的特性，例如在恒星风中有多少物质从它们身上脱落。现在，我们将第一次能够测量这一点，而以前人们一直在外推。”

双星剥离星以前曾被用来解释为什么三分之一的核心坍缩超新星包含的氢比一颗红巨星的典型爆炸少得多。Drout和她的同事提出，这些新发现的恒星最终会爆炸成为贫氢超新星。这些恒星系统也被认为是形成中子星合并的必要条件，就像LIGO实验从地球上探测到的那些发射引力波的恒星系统。

事实上，研究人员认为，他们当前样本中的少数物体是带有中子星或黑洞伴星的剥离星。这些物体正处于成为双中子星或中子星加黑洞系统之前的阶段，最终可能合并。



经历质量转移的双星的可视化。贷方:Ylva got Berg

“许多恒星都是宇宙舞蹈的一部分，在双星系统中围绕彼此旋转。它们不是孤独的巨人，而是动态二重奏的一部分，在它们的一生中相互作用和影响，”多伦多大学大卫·a·邓拉普天文学和天体物理学系的博士生Bethany Ludwig说，他是这篇论文的第三作者。“我们的工作揭示了这些迷人的关系，揭示了一个比我们之前想象的更加相互联系和活跃的宇宙。”

“正如人类是群居动物一样，恒星，尤其是大质量的恒星，也很少是孤独的，”路德维希说。

随着恒星演化和膨胀成为红巨星，一颗恒星外缘的氢会被其同伴的引力剥离——留下一个非常热的氦核暴露在外。这个过程可能需要几万年，甚至几十万年。

剥离恒星很难被发现，因为它们发出的大部分光都在可见光谱之外，可能被宇宙中的尘埃遮挡，或者被它们的伴星掩盖。

Drout和她的合作者在2016年开始了他们的寻找。德鲁特在博士期间研究了贫氢超新星，在美国国家航空航天局·哈勃博士后研究期间，她在卡耐基科学研究所的天文台开始寻找被认为是超新星核心的剥离恒星。她在一次会议上遇到了合著者Ylva gtberg，他现在是奥地利科学技术研究所(ISTA)的助理教授，最近他建立了这些恒星应该看起来像什么的新理论模型。

Drout，gt Berg和他们的合作者设计了一个新的调查来寻找光谱中的紫外线部分，在那里极热的恒星发出大部分的光。虽然肉眼看不见，但紫外线可以被专门的仪器和望远镜探测到。

使用来自Swift紫外线/光学望远镜的数据，研究人员收集了大麦哲伦星云和小麦哲伦星云(离地球最近的两个星系)中数百万颗恒星的亮度。路德维希开发了第一个麦哲伦星云的宽视场紫外星表，并使用紫外测光法探测到具有不寻常紫外辐射的系统，表明可能存在一颗剥离恒星。

他们对25个物体进行了试点研究，在2018年至2022年期间，利用拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜获得了光谱。他们利用这些观察来证明这些恒星是热的、小的、贫氢的，并且位于双星系统中——所有这些都与他们的模型预测一致。

目前，研究人员正在继续研究本文中确定的恒星，并扩大他们的搜索范围以找到更多。他们将通过哈勃太空望远镜、钱德拉X射线望远镜、麦哲伦望远镜和英澳望远镜的批准计划，在附近的星系和我们自己的银河系内进行观察。作为该出版物的一部分，所有用于识别这些恒星的理论模型和数据都已公开，可供其他科学家使用。

合作机构包括多伦多大学、卡耐基科学研究所天文台、马普天文物理研究所、安东·潘涅库克天文研究所、邓拉普天文和天体物理研究所以及斯图尔特天文台。