银河系存在古老恒星墓地

【菜科解读】
银河系存在古老恒星墓地
据cnBeta:一项新研究指出,银河系不仅仅是我们太阳系的家园它还是一个古老恒星的墓地。
研究人员在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上发表了他们关于墓地的发现。
在论文中,研究人员详细介绍了在银河系内发现的大量死亡恒星的墓地以及在银河系外发现的另一大批死亡恒星。
恒星的生命周期一直都是一样的。
它们出生,燃烧,然后死亡。
但它们并不只是消失了。
相反,它们的尸体被留在银河系--或它们称之为家的地方--徘徊数千年、数百万年甚至数十亿年。
这个古老恒星的墓地的发现终于给人们提供了一个曾经将银河系当作家的大质量恒星的安息之地。
科学家们表示,在银河系死亡的大质量恒星变成了超新星,然后演变成两种不同的天体之一。
一些恒星的外层被炸掉了,剩下的核心变成了中子星,或它们自己塌陷形成了黑洞。
这些死亡的恒星共同创造了一个美丽但令人吃惊的巨大的古恒星墓地。
为了发现这个巨大的墓地,研究人员几乎将时间倒流,看看那些早期恒星是如何及何时在银河系的成长过程中诞生的。
他们利用这条时间线创建了第一张关于我们银河系地下世界的数字地图。
为了使之成为可能,他们观察了散落在银河系中的死亡恒星,然后试图弄清它们是何时诞生的。
虽然他们发现大量的死亡恒星仍居住在银河系巨大的古代恒星墓地中,但其余约30%的死亡恒星被认为是由于其超新星的力量而被驱逐出银河系。
总的来说,这个无垠的墓地是银河系目前高度的三倍多。
科学家们有可能使用像詹姆斯-韦伯太空望远镜这样的望远镜,它已经为我们带来了猎户座星云和其他天体的一些壮观的图像以便更深入地观察这个古老恒星的墓地。
但现在,这项研究的特色是一个起点,应该有助于让其他科学家讨论。
相关:科学家绘制出首张“银河系地下世界”地图:揭示银河系死星墓地
据cnBeta:一项新研究绘制了我们银河系古老的死亡恒星的第一张地图。
在这张“银河系地下世界 ”的地图中,悉尼大学的一项研究揭示了一个巨大的墓地,它延伸到了银河系高度的三倍。
另外它还指出了死亡恒星的位置。
第一张“银河系地下世界”的地图揭示了一个绵延三倍于银河系高度的墓地--这是一张曾经巨大的太阳的尸体图,这些太阳后来已经坍缩成黑洞和中子星。
另外它还显示,几乎1/3的天体已经被完全甩出了银河系。
悉尼大学悉尼天文学研究所的博士生David Sweeney说道:“这些死亡恒星的紧凑残余物显示出跟可见星系根本不同的分布和结构。
”据悉,Sweeney是论文《“The Galactic underworld: the spatial distribution of compact remnants》的第要作者。
“银河系地下世界的‘高度’是银河系本身的三倍以上,”Sweeney补充道,“而且令人惊讶的是,30%的天体已经完全被弹出银河系。
”
黑洞和中子星是在大质量恒星--比我们的太阳大八倍以上--耗尽其燃料并突然坍缩时形成。
这种塌缩引发了一种失控反应,在一次巨大的超新星爆炸中把恒星的外部部分炸开。
与此同时,核心不断向自身压缩,直到--取决于它的起始质量--它成为一颗中子星或一个黑洞。
在中子星中,核心是如此密集,以至于电子和质子被迫在亚原子层面结合成中子。
这就把它的总质量挤压成一个比城市还小的密集球体。
如果原始恒星的质量是我们太阳的25倍,那么这种重力驱动的塌缩就会继续下去,直到核心是如此密集,甚至连光都无法逃脱。
它已经成为一个黑洞。
这两种类型的恒星尸体都会扭曲空间、时间和它们周围的物质。
尽管在银河系年轻的时候肯定已经形成了数十亿这样的奇异尸体,但它们被创造它们的超新星甩到了黑暗的星际空间。
因此,它们已经溜出了天文学家的视野和知识范围--直到现在。
通过仔细重现这些古老的死亡恒星的整个生命周期,调查人员构建了第一张显示其尸体所在的详细地图。
#p#分页标题#e#论文共同作者、悉尼天文学研究所的Peter Tuthill教授说道:“寻找这些古老物体的问题之一是,直到现在,我们还不知道该去哪里寻找。
最古老的中子星和黑洞是在银河系比较年轻、形状不同的时候产生,然后经历了跨越数十亿年的复杂变化。
建立所有这些的模型来找到它们是一项重大的任务。
”
新形成的中子星和黑洞符合今天的星系,所以天文学家知道该去哪里寻找。
但最古老的中子星和黑洞就像幽灵一样,仍在很久以前拆除的房子里出没,所以它们更难找到。
“这就像试图找到神话中大象的墓地,”Tuthill教授说道,“这些罕见的大质量恒星的骨头一定在那里,但它们似乎将自己笼罩在神秘之中。
”
“在追寻它们的真实分布时,我必须解决的最困难的问题是说明它们在创造的暴力时刻所受到的‘踢’。
超新星的爆炸是不对称的,残余物被高速抛出--每小时高达数百万公里--更糟糕的是,这对每个天体来说都是以未知的随机方向发生的,”Sweeney补充道。
但宇宙中没有什么东西能长期静止不动,所以即使知道爆炸性踢球的可能规模也是不够的:研究人员必须深入宇宙时间的深处,重建它们在数十亿年中的行为方式。
“这有点像斯诺克比赛,”Sweeney说道,“如果你知道球被打到哪个方向以及有多大的力度,那么你就可以算出它最终会在哪里。
但在太空中,天体和速度都要大得多。
另外,球桌不是平的,所以恒星的残余物在银河系中的复杂轨道上穿行。
最后,跟斯诺克球桌不同,这里没有摩擦力--所以它们永远不会慢下来。
几乎所有曾经形成的残余物都还在那里,像幽灵一样在星际空间中滑行。
”
他们跟悉尼大学的研究员Sanjib Sharma博士和莫纳什大学的Ryosuke Hirai博士一起建立的复杂模型并对恒星的诞生地、它们的火热结局及它们随着银河系的演化最终的分散进行了编码。
最后的结果是一张银河系恒星墓地的分布图。
“这有点让人震惊,”Sharma博士说道,“我每天都在处理我们今天所知的可见星系的图像,我预计银河系的地下世界会有微妙的不同,但大体上是相似的。
我没有想到在形式上会有如此彻底的变化。
”
在生成的地图中,银河系特有的旋臂在“银河系地下世界”版本中消失了。
由于大多数残余物的年龄及产生这些残余物的超新星的能量踢的模糊效应,这些残余物完全被洗掉了。
更耐人寻味的是,从侧面看,银河系的地下世界要比银河系“膨大”得多--这是超新星注入的动能将它们提升到可见的银河系周围的光环中的结果。
Hirai博士表示:“也许我们的研究中最令人惊讶的发现是,踢的力度如此之大,以至于银河系将完全失去这些残余物中的一部分。
它们被踢得如此厉害,以至于约30%的中子星被甩到了星系间的空间,再也没有回来。
”
Tuthill补充道:“对我来说,我们在这项工作中发现的最酷的事情之一是,甚至我们太阳周围的本地恒星邻域也可能有这些幽灵般的访客经过。
据统计,我们最近的残余物应该只有65光年远:从银河系的角度来看,或多或少是在我们的后院。
”
“这项研究最令人兴奋的部分仍在我们面前,”Sweeney说道,“现在我们知道在哪里寻找,我们正在开发技术去猎取它们。
我敢打赌,‘银河系地下世界’不会在很长的时间内被笼罩在神秘之中。
”
银河系处处都充满了高危辐射 根本无法靠近 只是猜测
只要是和外星生物相关的话题,绝对会吸引到大多数人的关注,此类话题一直都众说纷纭,至今还没有得到确切的结果。
浩瀚的宇宙人类的诞生时间,如果和宇宙的发展时间相比,根本就是不值一提的,既然地球可以成功孕育出智慧文明,浩瀚的宇宙中存在着其他智慧生命的概率,就变得非常大。
只要可以在宇宙中寻找的其他智慧生物的存在,就可以去证明,人类并不孤独。
当然,以人类目前所掌握的科学水平而言,想要真正的去往宇宙的深处进行探索,是不现实的,人类目前就连太阳系都无法逃离,连火星还没有成功的登陆,就不要去幻想一些不切实际的东西。
关键性的因素曾有科研人员提出过一个新的设想,宇宙中的环境是非常复杂的,直到现在,人类还没有发现地外生命的存在,并不代表他们是不存在的。
人们在探索外太空的时候,其实忽略了一个非常关键的因素,辐射。
地球有着得天独厚的地理位置,恰好位于宇宙辐射波及不到的范围,,银河系中的致命辐射带直径,已经远远超过了10万光年,任何生物都无法靠近这片区域,否则的话将会直接化作尘埃,烟消云散。
只是猜测外星生命如果想要来到地球,就必须会经过这片死亡区域,他们不愿冒着生命危险去探索未知,也是人之常情。
宇宙的神秘之处还有很多,需要人们慢慢地去探索,相信随着科技水平的进一步提升,人类在未来还会创造出更多的不可能,发现更多的奥秘,到那时一切的谜团都会迎刃而解。
恒星一定比行星重吗?一颗行星,打破你的刻板印象
我们不会想到,在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗如此沉重的行星"。
图为一颗大质量行星围绕一颗小质量恒星运行图片宾夕法尼亚州立大学)天文学家发现了一颗巨大的太阳系外行星,或称 "系外行星",它围绕一颗超冷矮星运行,而这颗矮星太小了,根本无法承载这样一个世界,这对科学家们关于行星和行星系统如何诞生的模型提出了挑战。
这颗被命名为LHS 3154 b的行星的质量是地球的13倍,这意味着它的质量与太阳系冰巨海王星相似,但它却紧紧地围绕着一颗质量比太阳小9倍的小矮星运行。
这意味着这个类似海王星的世界与其母恒星--位于大约51光年之外的LHS 3154--之间的质量比是地球与太阳之间质量比的100倍,研究人员认为这不可能发生。
这是第一次在宇宙中较小的恒星周围发现质量如此大的行星。
"这项研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学维恩-威拉曼(Verne M. Willaman)教授苏夫拉特-马哈德万(Suvrath Mahadevan)在一份声明中说:"这一发现让我们真正认识到,我们对宇宙的了解是多么肤浅。
"我们不会想到,在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗这么重的行星"。
挑战恒星和行星的诞生过程恒星是由大量的气体和尘埃云积聚成密度过高的斑块而形成的,这些斑块不断增大,最终在自身引力的作用下坍塌。
这样,一颗幼年恒星就被称为 "原行星盘 "的残留物质所包围。
顾名思义,科学家认为行星最终就是从这个残留物质盘中诞生的。
恒星形成过程中遗留的物质数量为这些潜在行星的大小设定了限制。
研究小组确定,LHS 3154 b 的行星内核非常重,因此它所来自的行星形成盘必须拥有大量的固体物质。
宾夕法尼亚州立大学天文学研究生梅根-德拉默(Megan Delamer)解释说,简而言之,它必须拥有比当前模型预测的更多的物质。
因此,发现这颗特殊系外行星后,人们也提出了关于恒星形成的问题。
这是因为LHS 3154最初的原行星盘中尘埃与质量的比率和尘埃与气体的比率必须比预测值高出10倍,才能诞生像LHS 3154 b这样大质量的海王星般的世界。
马哈德万解释说:"低质量恒星LHS 3154周围的行星形成盘,预计不会有足够的固体质量来形成这颗行星。
"但它就在那里,所以现在我们需要重新审视我们对行星和恒星如何形成的理解。
"左)地球-太阳系统(右)新发现的系外行星 LHS 3154 b 及其恒星系统(图片宾夕法尼亚州立大学)宜居带行星探测器超出预期马哈德万及其同事利用德克萨斯州麦克唐纳天文台霍比-埃伯利望远镜的天文摄谱仪--宜居带行星探测器(HPF)探测到了系外行星LHS 3154 b。
HPF的设计目的是在系外行星围绕银河系中一些最冷的恒星运行时探测它们。
实际上,马哈德万和一个团队一起协助建造了这台仪器,其重点是那些离恒星既不太近也不太远的行星,因为它们无法承载液态水,而液态水是生命的一个关键条件。
这些行星位于恒星周围所谓的宜居带。
这类行星不容易被发现,部分原因是冷恒星的宜居带比太阳系的宜居带更靠近这些恒星。
这意味着,这些行星经常被其相对较小的母恒星发出的光线所遮挡。
此外,预计这些行星本身也很小,因此更难被探测到。
想想看,恒星就像是一堆篝火。
火越冷,你就越需要靠近火堆取暖。
马哈德万说,行星也是如此。
如果恒星更冷,那么行星就需要离恒星更近,这样它才会足够温暖,能够承载液态水。
#p#分页标题#e#"如果一颗行星与其超冷恒星的轨道足够接近,恒星光谱或光线的颜色在受到轨道行星牵引时发生了非常微妙的变化,我们就可以通过观测这种变化,来探测这颗行星。
- 10颗最像地球的系外行星- 两颗可能适合居住的类地行星环绕着宇宙后院的一颗恒星运行- 在附近恒星的宜居带发现两颗 "超级地球 "系外行星探测LHS 3154 b对HPF来说非常重要,因为它显示了该仪器具备提供重要系外行星结果的潜力。
团队成员、普林斯顿大学NASA萨根天体物理学研究员表示,这一结果超出了对该仪器的所有预期。
"我们的发现为所有现有的行星形成理论提供了一个极端的测试案例,"Mahadevan 总结道,"这正是我们建造HPF的目的,发现银河系中最常见的恒星是如何形成行星的,并找到这些行星。