恒星发出的光,蕴藏着许多关于它的秘密。科学家通过分析这些收集到的光,可以推断出许多的信息。颜色,揭示了恒星表面的温度,以及内部及其周围的元素。亮度,则与它的质量相关。对于许多恒星来说,亮度是会波动的,就像闪烁的烛光一样。一颗死去的巨星残骸环绕着一种热亚矮星。最近,科学家刚刚发现了一种新型的脉动星,每隔5分钟,这种脉动星就会发生一次亮度变化。
其实对于恒星来说,“脉动”这一概念并不稀奇。许多恒星都会规律地脉动,甚至包括我们的太阳在内。只不过,太阳的脉动强度非常小。对于典型的脉动星来说,温度和半径的周期性变化,能导致亮度发生10%左右的变化。这些脉动揭露了恒星的内部属性。
新的发现源于一场意外的惊喜。天文学家原本想要利用巡天技术兹威基瞬变设施(ZTF)来寻找周期小于一小时的双星系统。结果,他们却捕捉到了四个能在短短几分钟内发生巨大亮度变化的目标。经过后续的数据分析,他们证实了这不是双星系统,而是脉动星。
新型的脉动星属于一种热亚矮星。亚矮星是一种亮度低于主序星的恒星,直径约为太阳的1/10,质量约为太阳的20%~50%。已发现的热亚矮星脉动星有两类,一类温度约高于28000 K,周期长度仅为短短几分钟;另一类温度约低于28000 K,其脉冲周期从45分钟到两小时不等。除此之外,还有一种已知的脉动星名为蓝色大振幅脉动星(BLAP)。
新型的脉动星有着与BLAP相似的振幅,以及与热亚矮星相似的光谱特性和脉冲周期。其温度高达32,000 K,比太阳的温度要高得多。这是令天文学家惊喜的结果!在此之前,没人能想到有这样的恒星存在。但现在仔细想想,它们倒是很符合主流的恒星演化模型。由于它们的质量较低,因此其生命之初很可能与典型的太阳恒星类似,氢会在核心聚变成氦。在耗尽核心的氢之后,又会膨胀成红巨星。
在通常情况下,大多数恒星会在此过程中达到它们的最大半径,并且开始在核心聚变氦。然而对这些新的脉动星来说,在氦的温度变得足够高、密度变得足够大之前,它的外层物质可能就已被伴星“偷”走了,因此不会出现氦的聚变。
通过恒星的脉动,天文学家可以计算出它们的质量与半径,并将这些测量值与恒星模型进行比较。这在以前是不可能实现的。在ZTF这类巡天探测的帮助下,天文学正在发生着巨大变化。新的发现就是一个完美的例子。通过捕捉到遥远的恒星在短短几分钟内出现的脉动,让我们对恒星的演化获得了意想不到的洞见。未来,相信这些巡天探测还会带来更多的意外惊喜。