惊涛拍岸：高达三个太阳的巨浪冲击着一颗巨大的恒星MACHO 80.7443.1718

熊明青

惊涛拍岸：高达三个太阳的巨浪冲击着一颗巨大的恒星MACHO 80.7443.1718。鸣谢:梅丽莎·维斯，CfA

据哈佛史密森天体物理中心：一个极端的恒星系统赋予了“冲浪”一词新的含义。

该恒星系统引起了研究人员的兴趣，因为它是有记录以来最引人注目的“心跳星”。现在，新的模型显示，由潮汐产生的巨大波浪正在反复撞击该系统中的一颗恒星——这是首次在恒星上观察到这种现象。

心跳星是紧密成对的恒星，它们周期性地发出亮度脉冲，就像EKG机器上跳动的心脏的节奏。心跳系统中的恒星环绕拉长的椭圆形轨道运行。每当它们靠近时，恒星的引力就会产生潮汐——就像月球在地球上产生海洋潮汐一样。潮汐拉伸并扭曲了恒星的形状，当它们的宽边或窄边交替面对地球时，改变了从它们身上看到的星光数量。

一项新的研究解释了为什么一个特别极端的心跳恒星系统的亮度波动比典型的心跳恒星大200倍。原因是:巨大的波浪卷过较大的恒星，当它的较小的伴星定期靠近时被激起。研究发现，这些潮汐波达到如此高的高度和速度，以至于波浪破碎——类似于海洋波浪——并撞击到大恒星的表面。

该系统被天文学家称为“心碎星”，它提供了大质量恒星如何相互作用的前所未有的视角。

“恒星高耸的潮汐波的每一次撞击都释放出足够的能量，足以将我们的整个星球瓦解几百次，”摩根·麦克劳德说，他是哈佛&史密森尼天体物理中心(CfA)的理论天体物理学博士后研究员，也是发表在《自然天文学》上的一项新研究的作者，报告了这些发现。“这些真的是大浪。”

然而，据麦克劳德的顾问、CfA理论与计算研究所所长、论文的另一位作者亚伯拉罕·洛布教授(Abraham (Avi) Loeb)说，“恒星中的碎波就像我们海洋沙滩上的碎波一样美丽。”

当美国宇航局的外行星搜寻开普勒太空望远镜挑选出它们的蛛丝马迹，通常是微妙的恒星亮度脉动时，心跳恒星首次被发现。

然而，这位极度心碎的明星一点也不微妙。该系统中较大的恒星的质量是太阳的近35倍，与它较小的伴星一起，被正式命名为MACHO 80.7443 . 1718——不是因为任何恒星肌肉，而是因为该系统的亮度变化在20世纪90年代由MACHO项目首次记录，该项目在我们的星系中寻找暗物质的迹象。

大多数心跳恒星的亮度变化只有大约0.1%，但MACHO 80.7443.1718引起了天文学家的注意，因为它的亮度波动前所未有地剧烈，上下波动20%。麦克劳德说:“我们不知道任何其他心跳明星有如此大的变化。”

为了揭开谜底，麦克劳德创造了一个名为MACHO 80.7443.1718的电脑模型。他的模型捕捉到了两颗恒星相互作用的引力如何在较大的恒星中产生巨大的潮汐。由此产生的潮汐波上升到这颗庞然大物恒星半径的五分之一左右，这相当于三个太阳叠在一起那么高，或大约270万英里高。

模拟显示，巨大的波浪开始是平滑而有组织的膨胀，就像海洋中的水波一样，然后自我卷曲并破碎。麦克劳德说，正如海滩游客所知，猛烈撞击的海浪激起浪花和泡沫，在曾经平静的地方留下“一大片泡沫”。

麦克劳德的模型显示，撞击波在MACHO 80.7443.1718上释放的巨大能量有两种影响。它旋转恒星表面的速度越来越快，并向外投掷恒星气体，形成旋转和发光的恒星大气。

大约一个月一次，两个明星擦肩而过，一个新鲜的怪物在心碎明星的表面挥舞着桶。累积起来，这种搅动已经导致马乔80.7443.1718中的大恒星在赤道处比在两极处膨胀了大约50%。麦克劳德说，随着每一波新的浪潮，更多的物质被甩向外面，就像“旋转的比萨饼皮甩出大块的奶酪和酱料”。根据麦克劳德的说法，这种大气的标志性辉光是波浪在恒星表面破碎的关键线索之一。

尽管MACHO 80.7443.1718是前所未有的，但它不太可能是独一无二的。在迄今发现的近1000颗心跳星中，约有20颗显示出巨大的亮度波动，接近麦克劳德和勒布模拟的系统的亮度波动。麦克劳德说:“这颗令人心碎的恒星可能只是不断增长的天体类别中的第一个。”“我们已经计划寻找更多的心碎恒星，寻找由它们破碎的波浪甩出的发光大气。”

考虑到所有的事情，麦克劳德说，我们很幸运地在这个阶段捕捉到了这颗恒星，“我们正在观看漫长的恒星一生中的一个短暂和变革的时刻。”通过观察巨大的海浪在恒星表面滚动，天文学家希望了解密切的相互作用如何塑造恒星对的演化。