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一類不尋常恒星生命周期的新細節被揭示

恒星


一類不尋常恒星生命周期的新細節被揭示


開普敦大學的屋頂天文臺 。學分:達特茅斯學院
據達特茅斯學院（金·馬蒂諾）：人們很容易把每晚照亮天空的星星視為永恒 。天文學教授約翰·索爾斯滕森知道得更多 。在過去的四十年里，他一直在研究災難性的雙星，一對在近距離內相互環繞的恒星:一顆被稱為白矮星的悶燒死星，以及一顆像我們的太陽一樣的恒星，在其生命的黃金時期，被拉入死星的軌道 。
白矮星逐漸從它的伴星吸走熱氣，形成一個可以隨機間隔爆發的環 。對地面上的觀察者來說 ， 這兩者就像一個整體，隨著時間的推移變得越來越亮和越來越暗 。
“這提醒我們，恒星有生命周期 ， 并隨著時間的推移而進化，”Thorstensen說 ?！凹词故切切且膊皇怯篮愕??！?br>業余天文學家喜歡災變雙星，也稱為災變變星，簡稱CVs，因為它們的間歇性爆發足夠明亮，可以用基本的望遠鏡看到 。他們的熱情是Thorstensen在1980年來到達特茅斯后將CVs作為他畢生工作的主要原因 。到目前為止，已經統計了超過10 ， 000個，但是只有一小部分被詳細描述過 。
今天，天文學家已經計算出大約1000顆cv的軌道周期 。軌道周期——通常是幾個小時——揭示了兩顆恒星的大致距離，以及它們在演化中的位置 。在他的職業生涯中，Thorstensen自己發現了幾次大災難，并描述了數百次 ， 包括2020年調查中的30份“短期”簡歷 。
近年來，本科生加入了Thorstensen的天文學海外研究項目 。學生們在開普敦大學度過冬季學期 ， 聽達特茅斯天文學教授的課，沉浸在南非文化中 。最精彩的部分是對南非薩瑟蘭天文臺為期一周的參觀，這是開普敦以北四小時車程的一個偏遠地方 。學生往返天文臺的旅費和住宿費由Claudia和Jay Weed慷慨捐助 。
在迄今為止最富有成效的一次訪問中，Thorstensen和四名學生今年春天帶著距離地球大約1000到3000光年的七次大災難的新細節回來了 。他們的觀察已經發表在天文學雜志上 。
發現南非耀眼的夜空
在非洲的最遠端，與洶涌的南大洋接壤，南非以其令人驚嘆且往往偏遠的風景而聞名 。它也許不太為人所知，因為它布滿星星的天空 。國家天文臺坐落在一個沙漠高原上，是南半球最大的光學望遠鏡和許多較小儀器的所在地 。
在去那里的路上，定居點變得越來越遠 。一旦太陽落山 ， 光線的缺乏是驚人的 。每天晚上，學生們會帶著他們的“晚餐”從宿舍出發 。在一英里長的徒步旅行后 ， 他們會到達天文臺，打開設備，然后等待 。
來自達拉斯的天文專業學生 ， 23歲的蔡斯·阿爾瓦拉多-安德森說:“一旦太陽下山 ， 天就黑了，你看不見自己的手 ?！??！叭缓竽愕难劬{整，它會立刻發出咔噠聲 。天空看起來像一塊濺有白色顏料的黑色畫布 ?！?br>來自華盛頓特區的天文專業學生阿比蓋爾·布倫斯也同樣感到眼花繚亂 ?！爱斈懔晳T了黑暗 ， 天空就會在你眼前爆炸 ， ”她說 ?！懊看文慊仡^看一個地方，你會看到越來越多的星星 。我們看到了南十字星座、大麥哲倫星云和小麥哲倫星云，在早晨最早的時候，還看到了銀道面 ?！?br>新冠肺炎將旅行推遲了兩年 。到了高三，兩個學生都不確定自己是否能去 。阿爾瓦拉多-安德森去過圖森附近基特峰上的MDM天文臺，該天文臺是達特茅斯學校聯盟的一部分 。布倫斯從未到過比歐洲更遠的地方 。今年冬天，星星排成一行 。今年二月，早就完成了他們的先決條件 ， 他們飛往開普敦 。
Thorstensen也準備好了 。從一萬個目標目錄中 ， 他選擇了那些看起來相對明亮、鮮為人知、用相對普通的設備就能觀察到的cv 。他們在研究中使用的20世紀40年代的望遠鏡有一個1.9米的鏡子，與天文臺著名的鹽望遠鏡相比非常小 。但是它仍然有足夠的能量來收集他們需要的測量數據 。
安裝在望遠鏡上作為攝譜儀，一種將光分成不同顏色或波長的儀器，就像棱鏡將白光分成彩虹一樣 。每個波長的光量告訴你恒星是由什么組成的 。所有的恒星都含有氫，當觀察到它的阿爾法譜線發射時 ， 它會發出深紅色的光，正是這種元素讓你可以測量它們的速度 。當一顆恒星遠離觀察者時，它的光會被拉長到更長、更紅的波長；當它向觀察者移動時，它的波長變短并向藍色移動 。
由于多普勒效應，恒星越快，波長移動越大，這種現象導致救護車或消防車遠離你時警報器的音調下降 。通過測量目標cv的變化波長 ， 學生們能夠記錄它們的速度，這反過來允許他們計算它們的軌道周期 。
他們發現，這七次大災難都是典型的 ， 以幾個小時為周期相互環繞，通常速度超過每秒100英里 。他們研究的四顆恒星持續明亮，屬于被稱為新星類變星的一類 ， 而其他的是小爆發的矮星新星 。
“這些系統擁有相似的物理特性 ， 但根據你擁有的次級恒星的類型，它們可能會表現得非常不同，”Burrows說 。
每次測量可能需要幾個小時 。如果濕度太高，學生們不得不關閉望遠鏡 。
阿爾瓦拉多-安德森帶著他的第一篇發表的論文、對IRAF、皮拉夫和ds9等天文學項目的精通以及如何通過研究生院資格考試的建議離開了旅行 。阿爾瓦拉多-安德森現在前往斯坦福大學攻讀行星科學博士學位，他說這次旅行再次證實了他對太空和星星的熱愛 。
這也改變了他對所有簡歷核心的白矮星的看法 。之前，他看到了燃料耗盡的死星的致密核心 。今天 ， 他看到了一顆恒星，通過吸走它鄰居的氣體，它又復活了 。
“把這個過程想象成重生是非常有趣的，”他說 。