隐藏的恒星发现揭示“老烟民”和“尖叫”的新生儿

December2017

（左）一颗尖叫的新生恒星的插图（右）一位艺术家对一颗古老的“老烟民”恒星的诠释（图片来源:皇家天文学会）

（）据美国太空网（罗伯特·李）：天文学家发现了大量隐藏的恒星，包括一些猛烈爆发的新生原恒星以及其他属于一个意想不到的新类别的古老巨型红星。他们称后者为“老烟民”。

研究小组说，这些老烟民潜伏在银河系的中心，静静地坐了几十年，逐渐消失，直到他们最终喷出大片烟雾。这些恒星是通过可见光和红外巡天望远镜（VISTA）进行的为期10年的巡天发现的，该望远镜位于智利安第斯山脉的塞罗·帕拉纳尔天文台。这项工作成功追踪了近10亿颗恒星。

这项名为“VVV大道中的VISTA变量”的研究还发现了数十颗正在喷发的原恒星，该研究背后的国际团队仔细观察了222颗恒星。

研究小组组长、赫特福德郡大学教授菲利普·卢卡斯在一份声明中说:“大约三分之二的恒星很容易被归类为各种类型的充分理解的事件。”“其余的就有点困难了，所以我们使用了甚大望远镜（VLT）来分别获得它们中许多的光谱。光谱向我们展示了在不同波长范围内我们能看到多少光，让我们更清楚地了解我们在看什么。”

由于大量的气体和尘埃阻挡了我们对银河系中心的观察，该团队发现的恒星一直处于隐藏状态。

这种材料在吸收可见光方面非常有效——但在吸收和阻挡红外波长的电磁辐射方面不太擅长。这意味着VISTA用它的红外眼睛观察宇宙，事实上能够透过那些气体和尘埃云发现银河系中心附近看不见的恒星。

“我们的主要目标是发现罕见的新生恒星，也称为原恒星，它们正在经历持续数月、数年甚至数十年的大爆发，”团队成员、瓦尔帕莱索大学的科学家郭振在声明中说。

年轻恒星系统中的原恒星经历了这些极端的爆发，因为它们从其诞生的气体外壳中收集了足够的质量，引发了氢到氦的融合，并成为成熟的恒星，该团队希望对这一过程有更多的了解。

“这些爆发发生在正在形成新太阳系的缓慢旋转的物质盘中。它们有助于中间的新生恒星生长，但使行星更难形成，”郭说。“我们还不明白为什么圆盘会变得如此不稳定。“



一颗新生的恒星在气体和尘埃云中爆发，在2015年之前的两年时间里变得明亮，至少在2018年之前保持明亮（图片来源:皇家天文学会）

天文学家表示，他们发现了32个“尖叫”的恒星婴儿，其亮度增加了40至300倍。

在许多原恒星的情况下，引发亮度增加的爆炸事件实际上仍在发生，这使研究小组能够研究这些喷发是如何随着亮度增加、光度达到峰值然后逐渐消失而演变的。

虽然这是天文学家用VISTA寻找的东西，但他们关于银河系中心的研究还发现了一些完全意想不到的东西:一种迄今为止未知类型的恒星处于恒星生命周期的另一端。

“老烟民”明星们都去哪里玩？

VVV团队在银河系中心发现了21颗红星，这些红星显示了几年来难以解释的亮度变化。

卢卡斯说:“我们不确定这些恒星是开始爆发的原恒星，还是从恒星前面的尘埃盘或尘埃壳引起的亮度下降中恢复过来的原恒星——或者它们是在生命晚期抛出物质的较老的巨星。”

研究小组使用了其中7颗恒星的光谱，最终确定它们代表了一种全新类型的巨型红星，这种恒星安静地坐了几十年，然后突然出人意料地喷出烟雾云，因此被称为“老烟民”。



一颗红巨星或“老烟民”的红外图像，距离我们银河系中心约3万光年，它逐渐消失，然后在几年的时间里重新出现。（图片来源:英国皇家天文学会）

老烟民主要集中在银河系中心的最内部区域，即核盘，那里的恒星往往具有比氢和氦重得多的元素浓度。天文学家称那些较重的元素为“金属”。

虽然这些恒星中金属浓度较高应该有助于尘埃更容易从其外层过热气体或等离子体中凝结，但这是如何导致它们喷出烟雾的目前仍不清楚。

该团队认为，解开这个谜题有助于更好地确定恒星锻造的元素如何分布在整个宇宙中，以及它们最终如何成为下一代恒星和行星的组成部分。

卢卡斯说:“从古老恒星中喷射出的物质在元素的生命周期中起着关键作用，有助于形成下一代恒星和行星。“这被认为主要发生在一种被称为米拉变星的被充分研究过的恒星中。

“然而，发现一种新型的抛出物质的恒星可能对其他星系的核盘和金属富集区的重元素扩散具有更广泛的意义。”

该团队的研究于1月26日星期五发表在《皇家天文学会月刊》上的两篇论文中。