“吃盐”太多,就连恒星都“不得好死”

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天文学家对球状星团NGC 6752进行了观测,发现含钠较多的恒星没有一颗进入了AGB阶段——这是恒星演化理论预言恒星在濒临死亡时必须要经历的一个阶段。这项观测对恒星演化理论本身提出了严峻的挑战。图片来源:欧洲南方天文台

天文学家认为,像太阳一样的恒星在临近生命尽头的时候,会将绝大部分大气层吹散。但欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)对一个巨大的星团所做的最新观测却表明,他们研究的大部分恒星在它们的一生中根本就没有达到过这个阶段。这个国际研究团队发现,恒星中钠的含量可以极为准确地预言恒星将如此终结它们的生命。

许多年来,天文学家以为,他们已经很好地理解了恒星演化的方式,以及它们结束生命的过程。细致入微的计算机模拟预言,质量与太阳类似的恒星会经历一段特殊时期迈向它们生命的终点,这段时期被称为渐近巨星支(asymptotic giant branch,缩写为AGB)。在这一时期,恒星会经历核聚变燃烧的最终爆发,将自身的大量质量以气体和尘埃的形式吹散出去。

被吹散出去的这些物质日后会形成下一代的恒星,对于解释宇宙的化学演化来说,这种质量损失和重生的循环至关重要。这个过程还为行星的形成提供了所需的原料——事实上,也为有机生命提供了物质基础。

但是,澳大利亚莫纳什大学天体物理中心的恒星理论专家西蒙·坎贝尔(Simon Campbell)在翻查旧文献的时候发现,有人提出过一些非常有趣的观点,认为一些恒星不知为何或许不会遵循“规则”,可能会完全跳过AGB阶段。

“对于一名研究恒星模型的科学家来说,这个提议简直就是疯了!按照我们的模型,所有恒星都要经历AGB阶段,”坎贝尔说,“我再三检查了所有以前的研究,却发现这个观点没有被认真地调查过。尽管几乎没有任何观测经验,我还是决定要亲自来研究一番。”

坎贝尔及其团队利用欧洲南方天文台的甚大望远镜,非常仔细地研究了位于南天孔雀座中球状星团NGC 6752中的恒星发出的星光。这一大团古老的恒星中,既有第一代恒星,又有后来形成的第二代恒星。这两代恒星可以通过它们所含的钠的数量来加以区分,而钠的含量是VLT可以通过观测测量出来的。

“VLT上的多目标高分辨率摄谱仪FLAMES,是唯一能够让我们一次获取130颗恒星的高质量数据的设备,”坎贝尔补充说,“它让我们能够一次就观测到这个球状星团中很大的一部分。”

结果出人意料——他们观测到的所有处于AGB阶段的恒星都是钠含量较低的第一代恒星,根本没有一颗钠含量较高的第二代恒星变成AGB恒星。多达70%的恒星没有经历最终的核聚变燃烧和质量损失阶段。

坎贝尔总结说,“恒星似乎需要‘摄入’较少的钠,才能在老年时进入AGB阶段。这项观测的重要性有以下几点。这些恒星都是球状星团中最明亮的恒星——因此最明亮恒星的数量会比理论预言的数量减少70%。这还意味着,我们关于恒星的计算机模型是不完整的,必须加以修正!”

这一结果发表在今日出版的《自然》杂志上。研究团队预计,在其他星团中也会发现类似的结果,他们正在规划进一步的观测。

 

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信息来源:ESO,Low Sodium Diet Key to Old Age for Stars

 

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