恒星一生总要经历加热、收缩、膨胀和冷却的过程,而其演化的各阶段通常需要数百万年的时间才能上演完。正因如此,科学家们很难进行预测和验证。但是在距离地球2700光年的刺魟星云(Stingray Nebula),却有一颗小恒星迅速完成了演化,且其收缩、加热、冷却、诞生的速度都快到惊人,它就是SAO 244567。
上图即位于刺魟星云(Stingray Nebula)核心的SAO 244567,它由第二代广域和行星照相机(WFPC2)于1998年拍摄。
这是天文学家们首次能够在短短的几十年内(而不是数千年),见证一颗恒星演化期间的加热和冷却阶段、对接下来会发生什么而作出预测、并静待事情的发生。
科学家们观察这颗快速演变的恒星(SAO 244567)已有45年的时间,在1971至2002年,该恒星的外表温度只有大约40000 ℃,而其体型也从4×缩小到了1/3太阳直径。
当然,这样的情况并不罕见,尤其是初始有3-4倍太阳质量的恒星。不过数据表明,SAO 244567的初始质量与我们的太阳差不多,而这类低质量恒星,通常需要更长的时间尺度去演化。
对于SAO 244567身上发生的“奇迹”,目前依然是个谜。论文首席作者、英国莱斯特大学的Nicole Reindle表示:
2014年的时候,她们团队提出了一种可以解释SAO 244567的低质量和温度快速增长的理论。其猜测加热源于星核外氦元素的重燃,天文学上称之为‘氦壳闪’(helium shell flash)事件或‘后期热脉冲’(late thermal pulse)。
SAO 244567快速进化的艺术想象图。
氦闪事件通常发生于25%低质量恒星的晚期,此时恒星多已处于红巨星阶段。简单说来就是——恒星已经把外壳的氢气烧完了,留下了一堆氦渣(灰烬)。
氦灰让核心的温度和密度增加,直到重新引发爆燃事件,这会导致恒星胀大、冷却、暂时变亮。Reindl说到:“核闪能量的释放,让本已相当紧凑的恒星的尺度重新变得巨大”。
该团队的理论仍有待证实,科学家们需要见证这颗恒星开始扩张和重新冷却——而这正是近期所发生的事情:
哈勃天文望远镜宇宙起源频谱仪(COS)近期的观测表明,该恒星已经开始冷却并重返巨大尺寸——在氦壳闪释放的核能的助推下,它似乎已经重生并回到了恒星演化的早期阶段
Evolution of SAO 244567
Reindl解释到:“SAO 244567是相当稀少的、允许我们实时观察恒星演化的案例之一,仅仅20多年,可这恒星的温度就翻了一番,我们有机会看到它将此前包围的物质电离喷射——现在被我们称作‘刺魟星云’(Stingray Nebula)”。
在当前阶段,我们可完整解释SAO 244567行为的演化模型。但在观察该恒星经历的加热和冷却阶段的演化之后,我们可以开发出更多有关恒星生命周期的改良模型,并对星际物体的‘自然之力’有着更加深入的了解。
该团队有关SAO 244567的最新研究论文,已经发表在SpaceTelescope.Org上(PDF)。
[编译自:New Atlas , 来源:Hubble Space Telescope]
未经允许不得转载:陈丹的博客 » [视频]一分钟看尽SAO 244567恒星45年的演化过程