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追蹤一顆低質量恒星在銀河系中的速度

恒星


追蹤一顆低質量恒星在銀河系中的速度


對一種名為CWISE J124909+362111.0的L亞矮星速度的可能解釋的模擬顯示 ， 它是白矮星雙星對的一部分，最終白矮星爆炸成超新星 。資料來源：Adam Makarenko/W.M.Keck天文臺
據加州大學圣地亞哥分校（Michelle Franklin）：當軌道上的行星移動時，太陽似乎是靜止的 ， 但實際上太陽正以每秒220公里的驚人速度圍繞銀河系運行，幾乎每小時50萬英里 。盡管速度看起來很快，但當發現一顆微弱的紅星以明顯快的速度劃過天空時，科學家們注意到了這一點 。
由于一個名為“后院世界：行星9”的公民科學項目和來自全國各地的天文學家團隊的努力，人們發現了一顆罕見的超高速L亞矮星在銀河系中奔跑 。更值得注意的是，這顆恒星的軌道可能會導致它完全離開銀河系 。這項由加州大學圣地亞哥分校天文學和天體物理學教授Adam Burgasser領導的研究在威斯康星州麥迪遜舉行的第244屆美國天文學會全國會議的新聞發布會上發表 。
這顆恒星被迷人地命名為CWISE J124909+362111.0（“J1249+36”），最初被參與后院世界：行星9項目的80000多名公民科學志愿者中的一些人注意到，他們梳理了美國國家航空航天局廣域紅外探測探測器（WISE）任務在過去14年中收集的大量數據 。這個項目利用了人類敏銳的能力，人類在進化上被編程為以計算機技術無法比擬的方式尋找模式和發現異常 。志愿者在數據文件中標記移動物體，當足夠多的志愿者標記同一物體時 ， 天文學家會進行調查 。
J1249+36立即脫穎而出，因為它在天空中移動的速度，最初估計約為每秒600公里（每小時130萬英里） 。在這個速度下，這顆恒星的速度足以逃脫銀河系的引力，使其成為一顆潛在的“超高速”恒星 。
為了更好地了解這個天體的性質，Burgasser求助于夏威夷毛納基亞的W.M.凱克天文臺來測量它的紅外光譜 。這些數據表明 ， 該天體是一顆罕見的L亞矮星——一類質量和溫度都很低的恒星 。次級恒星代表銀河系中最古老的恒星 。
加州大學圣地亞哥分校校友Roman Gerasimov創建了一組新的大氣模型，使對J1249+36組成的深入了解成為可能 。他與加州大學LEADS學者Efrain Alvarado III合作，生成了專門用于研究L亞矮星的模型 。
阿爾瓦拉多在AAS會議上介紹了他的建模工作 ， 他說：“看到我們的模型能夠準確地匹配觀測到的光譜，真是令人興奮 ?！?。
光譜數據，以及來自幾臺地面望遠鏡的成像數據，使該團隊能夠準確測量J1249+36在太空中的位置和速度，從而預測其穿過銀河系的軌道 。
Burgasser說：“這就是源頭變得非常有趣的地方 ， 因為它的速度和軌跡表明，它的移動速度足夠快，有可能逃離銀河系 。” 。
是什么給了這位明星一腳？
研究人員重點研究了兩種可能的情況來解釋J1249+36的異常軌跡 。在第一種情況下，J1249+36最初是白矮星的低質量伴星 。白矮星是耗盡核燃料并滅絕的恒星的殘余核心 。當恒星伴星與白矮星在非常近的軌道上時，它可以轉移質量，導致被稱為新星的周期性爆發 。如果白矮星聚集了太多的質量 ， 它可能會坍塌并爆炸成為超新星 。
Burgasser說：“在這種超新星中，白矮星被完全摧毀 ， 因此它的伴星被釋放，并以它最初移動的軌道速度飛走 ， 再加上超新星爆炸的一點沖擊 ?！??！拔覀兊挠嬎惚砻?，這種情況是可行的 。然而 ， 白矮星已經不在了，而可能發生在數百萬年前的爆炸殘留物已經消散，所以我們沒有確切的證據證明這是它的起源 ?！?br>在第二種情況下，J1249+36最初是球狀星團的一員，球狀星團是一個緊密結合的星團，可以通過其獨特的球形立即識別出來 。據預測，這些星團的中心將包含質量范圍廣泛的黑洞 。這些黑洞也可以形成雙星 ， 對于任何碰巧離它們太近的恒星來說，這些系統都是巨大的彈射器 。
加州大學圣地亞哥分校天文學和天體物理系即將上任的助理教授Kyle Kremer解釋道：“當一顆恒星遇到黑洞雙星時 ， 這種三體相互作用的復雜動力學會將該恒星拋出球狀星團 。” 。克雷默進行了一系列模擬，發現在極少數情況下，這種相互作用可以將低質量的亞矮星踢出球狀星團，其軌跡與J1249+36相似 。
克雷默說：“這證明了一個概念，但我們實際上不知道這顆恒星來自什么球狀星團 ?！弊匪軯1249+36的時間，可以發現它位于天空中一個非常擁擠的區域 ， 可能隱藏著未被發現的星團 。
Burgasser說，為了確定這些場景或其他機制是否可以解釋J1249+36的軌跡，該團隊希望更仔細地研究其元素組成 。例如，當白矮星爆炸時，它產生的重元素可能會在J1249+36逃逸時“污染”大氣層 。銀河系球狀星團和衛星星系中的恒星也有不同的豐度模式 ， 這可能揭示J1249+36的起源 。
Gerasimov說：“我們本質上是在尋找一種化學指紋，以確定這顆恒星來自哪個系統 ?！彼慕９ぷ魇顾軌驕y量幾個球狀星團中冷恒星的元素豐度 ， 他也在AAS會議上介紹了這項工作 。
無論J1249+36的快速旅程是因為超新星、與黑洞雙星的偶然相遇，還是其他情況 ， 它的發現都為天文學家提供了一個了解銀河系歷史和動力學的新機會 。