“心碎”恆星在其伴星中引發巨大而動盪的波浪

兩顆互相環繞的恆星正在靠近,引發了無法持續的巨大潮汐

A digitally rendered image depicting two blue stars, one several times larger than the other, shown against a dark background.

MACHO 80.7443.1718 較小的恆星在其巨大的伴星上引起波浪。

Melissa Weiss/哈佛-史密森天體物理學中心

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正如潮汐湧入海灘一樣,海浪在鹽水和泡沫的飛濺中拍打著。在距離地球數光年的地方,一個類似的場景正在更大的尺度上上演,滾燙氣體的波浪膨脹到我們太陽的三倍高度,然後坍塌到一顆超巨星的表面,這是根據最近發表在《自然·天文學》雜誌上的一項研究。

在被稱為“心跳”恆星的偏心雙星系統中,一顆恆星在彼此環繞時會扭曲其伴星的形狀——有點像月球在環繞地球時產生海洋潮汐一樣。這些由熱氣體組成的恆星潮汐通常會膨脹到恆星總直徑的約 0.1%,從而導致天文學家可以在地球上探測到的恆星系統亮度變化。

哈佛-史密森天體物理學中心的 天體物理學家、研究合著者摩根·麥克勞德 (Morgan MacLeod) 說,距離 20 萬光年的 MACHO 80.7443.1718 系統存在著截然不同的情況。這個系統中較小的恆星在其巨大的伴星上引起的潮汐振幅達到了較大恆星尺寸的 20%,將其扭曲成“像橄欖球一樣的”形狀,麥克勞德解釋道。“它怎麼能支撐這麼大的波浪呢?”他想知道。


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簡而言之,它無法支撐。麥克勞德和他的同事亞伯拉罕·勒布建立了一個恆星運動的計算機模型,發現該系統最終將無法維持如此巨大的波浪。軌道距離正在縮小,來自波浪的滾燙氣體和碎屑的噴射正在導致較大的恆星失去質量。研究人員將這對註定失敗的星體暱稱為“心碎”恆星。

“在這個系統中,恆星在軌道執行期間彼此非常靠近,”加州理工學院的天體物理學家詹姆斯·富勒說,他沒有參與這項新研究。“你會看到比我們在其他系統中通常看到的更劇烈的反應。”隨著質量是太陽 35 倍的較大恆星從其較小的伴星中虹吸能量,恆星之間的距離每年都在縮小。麥克勞德預計,隨著軌道進一步縮小,波浪只會變得更加強大。物理學家尚不清楚這樣的恆星最終是否會碰撞併合併成一顆恆星。

太空望遠鏡科學研究所的天文學家蘇珊·E·穆拉利說,研究雙星相互作用可能有助於天體物理學家預測該系統的最終命運,她沒有參與這項研究。在大質量恆星生命的盡頭,它們要麼坍縮成黑洞,要麼停滯為中子星——但對於這些所謂的“心碎”恆星,科學家們不知道最終會是哪種情況。

穆拉利說:“如果一顆大質量恆星的大部分生命都在與另一顆恆星相互作用中度過,那麼這可能會對雙星最終演化產生“有趣的 影響”。

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