恒星缓慢吞食伴星被观测到

恒星缓慢吞食伴星被观测到
2026年10月21日 23:37 看点资讯

一颗距离地球约300光年的小型恒星,正在吸积其伴星的物质;这颗伴星每87分钟绕其运行一周。两者间距极近,但恒星吸积物质的速度十分缓慢,因此这一过程可持续数十万年乃至数十亿年。

大多数行星都处于稳定的轨道上,与恒星保持安全距离。天文学家已观测到大量此类系统,也观测到少数恒星迅速吞噬过于靠近的行星的现象。此次新发现揭示了另一种可能性:由麻省理工学院及其他研究机构的科学家报告的一项研究成果,首次观测到一颗低质量恒星正在缓慢而持续地吸积另一颗低质量天体的物质。

几年前,麻省理工学院物理学助理教授凯文伯奇在查阅兹威基瞬变设施(ZTF)的数据时,注意到一种不同寻常的亮度变化模式。该设施利用加州帕洛玛天文台一台望远镜上的相机,持续巡天观测亮度快速变化的现象,以搜寻超新星爆发、伽马射线暴或中子星并合等天体现象。超新星的光变曲线——即其亮度随时间变化的记录——通常呈钟形,表现为先增亮后衰减。而伯奇所关注到的光变曲线却呈现出周期性重复的三角形形态。

我记得第一次看到这个时,心想星星不会形成这样的三角波形。

Burdge和同事们当时正在研究一种不同的信号,他们将其识别为黑寡妇双星。在这样的系统中,一颗极其致密且高速旋转的中子星会缓慢地吞噬一颗质量小得多的伴星,其行为与这种蜘蛛的名字相呼应。Burdge不禁好奇,这个三角形的信号是否来自另一颗黑寡妇。然而,在这类系统中,当轻质伴星绕着质量大得多的中子星高速运行时,光谱会呈现出明显的摆动。

我们当时根本没看到这种来回抽打的现象,伯奇说,这完全说不通。我们怎么也想不通这是怎么回事。

摆动现象排除了中子星的可能性。

最近,伯奇与麻省理工学院地球大气与行星科学系的研究生阿伦豪斯科尔德一起重新研究了那条未解之谜信号。他们想测试一个早在多年前就被伯奇和他的同事们考虑过的想法。

如果系统中的总质量减少,物体之间可以轻轻绕行而不停止,这是我们的想法。但当时我们没有任何证据,而这个奇怪的三角形却一直存在多年。

这就是这个系统真正的决定性证据,豪斯霍尔德说。当我们测量到那个摆动时,发现我们并非观测到一个黑寡妇星。这是一颗低质量恒星,被一颗棕矮星环绕。摆动的振幅太小,不可能是其他任何天体。

Mattercrashesdirectlyontothestar.

在确定了天体的质量和紧密轨道后,团队研究了一个天体是否正在从另一个天体中吸积物质。这一过程被称为吸积,通常发生在黑洞和中子星等致密天体周围,这些天体将巨大的质量压缩在很小的空间内。当黑洞从附近一个体积小得多的天体中吸取物质时,这些物质会围绕黑洞形成一个盘状结构。

这里的区别是,吸收物质的不是微型黑洞,而是恒星,相对而言尺寸较大,布里奇解释道。因此物质直接猛烈撞击在表面,速度极高,就像陨石撞击月球一样。

研究人员通过基于恒星和褐矮星特性的模拟来测试这种可能性。他们对褐矮星上的物质粒子进行建模,并运用物理定律和运动方程来追踪这些粒子随时间的运动轨迹。

当我们追踪这些测试粒子时,发现它们确实坠落到恒星表面。豪斯霍尔德表示:这是我们首次观测到低质量恒星从另一颗低质量天体吸积物质。

随后,团队进一步探讨了当褐矮星及其流动物质围绕恒星运行时,该稳定物质流从远处观测所呈现的形态。

Slowfeedingcouldlastbillionsofyears. 慢食可能持续数十亿年。 说明:原句中Slowfeeding表示缓慢进食,但这种表达在现代语境中已不常用,且与数十亿年相比显得有些陈旧。改写后的句子更符合现代语言习惯,同时保持了原意。

研究人员计算出,这颗棕矮星每年需提供约地球质量十万分之一的物质。为便于理解规模,他们将其流量比作约四千万辆自卸卡车的运载量,或每秒约1.3万亿个一磅重的墨西哥卷饼。即便如此庞大的数量,也仅占棕矮星总质量的一小部分,表明估算的物质转移过程缓慢而稳定,相对于其可提供的物质总量而言。

当我们在思考恒星与行星或褐矮星相互作用时,人们总是认为恒星最终会吞噬掉其他天体。这就是当地球在太阳变成红巨星时将会遭遇的情况。但在这里,我们发现了一种替代情况:恒星并非吞噬这些天体,而是可以缓慢地将其消耗掉,这个过程可能持续数十亿年。

通过解释这种三角形的光变曲线,研究团队希望能够发现其他一些附近的恒星系统,这些系统中的恒星会逐渐从其伴星那里吸积物质。

"这激发了我们大量的新搜索,"霍斯勒说。"我认为我们将学到很多关于行星和棕矮星与其宿主恒星之间相互作用的不同方式。"

参考10.1038s41550026029926

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://scitechdaily.com/mit-astronomers-catch-a-star-slowly-eating-its-companion-300-light-years-away/

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