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死亡之吻注定恒星悲剧命运

VFTS 352的艺术想像画,这两颗炽热的大质量恒星实际上已经“亲”在了一起。图片来源:ESO/L. Calçada

利用欧洲南方天文台的甚大望远镜(Very Large Telescope,VLT),一个国际天文学家团队已经发现了最炽热和质量最大的一对双星,而且两颗伴星靠得极近,根本就相互挨在一起了。这两颗恒星构成的这个极端系统名为VFTS 352,可能会遭遇一场戏剧性的结局:两颗恒星要么合并成一颗巨星,要么就形成一对黑洞。

这个双星系统位于距离地球16万光年的蜘蛛星云(Tarantula Nebula)之中。这片区域是邻近宇宙中最活跃的新生恒星托儿所,VLT的最新观测已经揭示出这对年轻恒星是迄今发现的最极端和最奇怪的一对双星。

VFTS 352由两颗非常炽热和明亮的大质量恒星构成,两颗恒星相互旋转,环绕一圈所用的时间只比1天多一点。两颗恒星的中心间隔仅有1200万千米。事实上,这两颗恒星靠得太近,它们的表面甚至互有重叠,在两颗恒星之间构成一座物质桥。VFTS 352不只是这一小类所谓“过相接双星”(overcontact binaries)中质量最大的一对,总质量达到太阳的大约57倍,它们还是已知最为炽热的,表面温度高达大约40000℃。

类似这两颗恒星的此类极端恒星,在星系演化中扮演着一个关键角色,被认为是氧之类的元素的主要产出者。这样的双星还与一些极端行为有关,比如此前天文学家发现过的“吸血鬼恒星”—— 一颗较小的伴星会从它较大的邻居恒星表面吸取物质。

不过,对于VFTS 352来说,其中的两颗恒星几乎同样大小。因此,不存在一颗恒星从另一颗恒星上吸取物质的说法,而是两颗恒星共享一部分物质。根据计算,VFTS 352的两颗子星大约有30%的物质是相互共享的。

这样一个系统非常罕见,因为处在这一阶段的恒星非常短命,很难当场抓住它们。由于这两颗恒星靠得太近,天文学家认为,强大的潮汐力会进一步加剧恒星内部的物质混合。

这一发现的主要作者、巴西圣保罗大学的莱昂纳多·A·阿尔梅达(Leonardo A. Almeida)解释说,“VFTS 352是迄今发现的炽热大质量双星最好的例子,或许已经展现出了这种内部的混合。”

天文学家预言,VFTS 352的命运注定是灾难性的,可能出现两种结局中的一种。第一种结局是,两颗恒星合二为一,很可能产生一颗高速旋转且可能带有强大磁场的巨型单颗恒星。研究项目主要科学家、比利时鲁汶大学的于格·塞那(Hugues Sana)说,“如果持续高速自转,这颗恒星可能会以宇宙中最剧烈的一类爆炸了结自己的一生,这类爆炸被称为长伽马暴。”

团队中的主要理论天体物理学家、荷兰阿姆斯特丹大学的赛尔玛·德明克(Selma de Mink)解释了第二种可能性,“如果两颗恒星充分混合,它们都保持致密,那么VFTS 352系统或许可以避免合并。这会导致它们走上一条新的演化道路,与传统的恒星演化预言完全不同。就VFTS 352的具体情况而言,两颗子星很可能会在超新星爆炸中结束生命,形成一对密近双黑洞。这种奇特的天体可能会是强烈引力波的来源。”

证明第二条演化道路的存在,将是恒星天体物理领域的一项观测突破。不过,无论VFTS 352将会以哪一种方式迎来死亡,这个系统已经让天文学家对于几乎没有了解的大质量过相接双星的演化过程有了新的认识。(编辑:Steed

The End

发布于2015-10-22, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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