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研究小組在解釋大質量雙星的恒星演化方面取得重大進展

雙星


研究小組在解釋大質量雙星的恒星演化方面取得重大進展


藝術家對一顆相互作用的雙星的插圖 。當大質量雙星開始相互作用時，質量較大的恒星會將其一部分質量轉移給質量較小的伴星 。這個質量轉移過程大約需要幾萬到幾十萬年，與恒星的壽命相比相對較短 。之后，兩顆恒星的演化開始發生重大變化 。信貸:ESO/M. Kornmesser/S.E. de Mink
據亞洲科學集錦：大質量恒星是指質量超過太陽十倍的恒星 。它們可以釋放強大的紫外線輻射，電離星際介質中的氣體，并最終通過壯觀的超新星爆炸產生生命誕生所必需的元素 。這些大質量恒星對宇宙的演化和生命的誕生有著重大影響 。
然而，模擬和觀測表明，大質量恒星不喜歡單獨存在 ， 而是以雙星系統的形式存在 。此外，這些雙星在演化過程中經常相互作用，形成相互作用的雙星系統 。很多高能天文現象，如黑洞碰撞、超新星爆發等 ， 都需要雙星的相互作用機制來解釋 。
由中國科學院天文研究所研究員蔡松漢和陳克榮領導的國際研究小組在雙星演化理論方面取得了重大新發現 。這項研究成果發表在最新一期的《天體物理學雜志》上 。
該團隊使用復雜的恒星演化模型來探索大質量雙星的質量和金屬性之間的關系 。首先，他們發現金屬豐度的增加增加了兩顆恒星之間相互作用的可能性 。雙星之間的相互作用完全改變了原始兩顆恒星的演化路徑，并影響它們最終的超新星爆發和元素釋放過程 。因此，它們將呈現出與單個孤立恒星完全不同的結果 。
此外，相互作用增強了恒星發出的高能輻射，這對早期宇宙的演化具有重大影響 。
“這項研究首次調查了相互作用的大質量雙星的演化及其在早期宇宙中的輻射效應 。此外，它揭示了雙星相互作用在恒星演化中的重要性 。這些發現將要求我們重新評估大質量恒星的演化、超新星爆炸及其相應的星際反饋效應，對天體物理學產生深遠的影響，”陳克榮說 。
“通過對600個雙星和相應的單星演化模型的比較分析 ， 我們發現了它們電離輻射能力的明顯差異 。此外，雙星之間的相互作用可以在短時間內導致高能光子產生的不可忽略的增加 。這些發現對當前的宇宙學模型有著重要的意義 ， ”主要作者tsang-Han Tsai說 。