银河系旋臂之间藏着上万颗“蓝胖子”

2021-04-20 16:46:00来源:科技日报
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恒星也有“圈子”。比如太阳属于G星,而猎户座的参宿一、参宿三、参宿七则属于OB星。OB星往往呈现蓝色且质量巨大,是恒星中名副其实的“蓝胖子”。

以往,OB星较难观测到。然而,近期来自西班牙、智利等研究机构的研究人员在银河系两个旋臂之间一次性发现了约1.5万颗“蓝胖子”。

该研究成果发表在《皇家天文学会月报》上。

君心“热”情似火奈何“蓝”颜薄命

恒星的颜色主要取决于它的表面温度。通常,表面温度越高,颜色越偏蓝,温度越低,颜色越偏红。

天文学家按照恒星的表面温度及颜色,将其依次分为O、B、A、F、G、K、M等类型。其中,O型恒星是最“热”的,其表面温度往往大于28000开尔文(开尔文数值等于摄氏温度数值加273),其次便是B型恒星,表面温度在10000开至28000开之间。天文学家将这两类恒星统称为OB星。它们是迷人的蓝色或蓝白色星球。

“迄今观测到的‘活’恒星中,OB星当属质量最大的一群恒星,通常是太阳质量的数十倍。”中国科学院国家天文台研究员刘超在接受科技日报记者采访时表示。

当然,我们也观测到一些“死掉”的恒星。它们已经演变为另外一种形式存在于宇宙中(如黑洞、中子星等)。通过推算,天文学家能大致估算其“生前”的恒星质量。“早期宇宙中可能还诞生过更大质量的恒星,但不知什么原因,现阶段似乎已经产生不了比OB星更大质量的恒星了。”刘超说。

值得一提的是,通常质量越大的恒星寿命越短。

太阳的寿命约为100亿年,而OB星这群“蓝胖子”的寿命只有几千万年到一亿年左右。

“恐龙在地球上大约生存了1.6亿年,OB星作为一类天体,其寿命竟然与我们地球上的一个生物种群的生存期相当。在漫长的宇宙演化长河中,OB星堪称昙花一现。”刘超说。

因此,发现“蓝胖子”是一件非常不容易的事情。

刘超表示,以往全人类观测到的OB星总数也不过几万颗。近年来,随着望远镜相关技术逐渐成熟,才捕捉到更多“蓝胖子”的身影。此次,研究人员就是通过欧洲航天局的盖亚(Gaia)空间望远镜的观测数据,找到了这群OB星。2019年,刘超及合作团队通过国家天文台的郭守敬望远镜(LAMOST)的数据,证认出1.6万余颗OB星,绘制了当时世界上最大且具有光谱信息的OB星表。

“示踪天体”重现银河系演化图景

银河系是棒旋星系,由内向外伸出多条旋转的“手臂”,即旋臂。其中,主要的4条旋臂分别是英仙座旋臂、猎户座旋臂、人马座旋臂和三千秒差距臂。太阳系就坐落在猎户座旋臂上。

旋臂,往往是恒星诞生的摇篮,有“恒星托儿所”之美誉。此前发现的OB星等大质量恒星也通常产自此处。关于旋臂的形成机制、恒星的“孕育”机制等相关问题,学界至今尚未盖棺定论。

如今,一谜未解又添新疑。

此次,研究人员并未将目光投注于银河系的旋臂上,而是在英仙座旋臂和猎户座旋臂之间的一片新区域中发现了这群OB星。这是一片狭长的区域,就像一座桥,连接了英仙、猎户两条旋臂。研究人员将之命名为“仙王座刺”,因为从地球望去,该区正好处于仙王座附近。

这群新发现的OB星就像是远离了城市喧嚣的隐居者,在名不见经传的世外桃源中活着或死去。没有人知道,这群隐居者为何会出现在这里。

“银河系旋臂上更容易产生这些‘蓝胖子’,但也难以排除旋臂以外的地方就不能有‘蓝胖子’们的诞生地。”在刘超看来,人类在浩瀚星空面前无比渺小,却对“追星”无比执着,其魅力就在于“追星”的过程中,有无数未知等着人们去探索。

OB星,是解构银河系演化的一块重要拼图。这也是很多学者热衷于OB星研究的原因所在。

刘超指出,正因为“蓝”颜薄命,我们观测到的“活”着的OB星都是近期(几千万年前)诞生的。从这一角度来看,OB星也是我们能观测到的最年轻的恒星之一。它们所处的位置代表了最“新鲜出炉”的恒星“产地”。

像OB星这类有特殊作用的天体属于“示踪天体”的范畴。如果把OB星与年老的“示踪天体”(如红巨星,其寿命在数十亿年到百亿年)放在一起对比,就能发现二者在空间分布、速度特征等诸多因素上的差异,从而勾勒出一幅银河系演化的历史图景。(于紫月)

责编:张靖雯

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