船尾巨大星斑驱使恒星风呈现螺旋状结构

2017-11-08 09:15

  加拿大蒙特娄大学(Université de Montréal)Tahina Ramiaramanantsoa等人组成的研究团队近期发现:超巨星(supergiant)表面的星斑(spot)会驱使这些超巨星向外发出的恒星风(stellar wind)变成一个庞大的螺旋状结构。

  大质量恒星数量稀少,通常位在双星系统(binary system)或聚星系统(multiple system)中。大质量恒星的演化会制造出地球上所有生命组成所需的重元素。在它们生命末期,会发生剧烈的超新星爆炸,将大量物质抛入星际太空中。若没有这些剧烈的超新星爆炸事件,我们的太阳系将无从诞生。

  船尾座Zeta星(ζ Puppis或简写为ζ Pup,中名「弧矢增廿二」)是颗已演化到后期的大质量恒星,也是知名的超巨星,质量高达60倍太阳质量之多。但它有个很特别的地方就在于它是没有其他同伴的大质量「单星」,独自以每秒60公里的速度在太空中奔驰,大约相当于子弹速度的60倍。有天文学家认为它很可能是被双星或聚星系统甩出来的,速度才会高得惊人。

  透过BRITE(BRIght Target Explorer,亮天体探索卫星)奈米卫星网的监测,这些天文学家取得长达6个多月的船尾ζ表面亮度变化资料,并且也取得好几个地面专业和业余观测站的恒星风监测资料。分析结果显示船尾ζ的表面亮度和恒星风都有1.78天的变化周期;这个变化周期反映出的是船尾ζ表面有个巨大而明亮的星斑,随船尾ζ自转的结果,而船尾ζ的恒星风也受到这个星斑的影响,在大尺度空间范围中呈现螺旋状结构,称为「共转交互作用区(co-rotating interaction region,CIR)」。

  从船尾ζ恒星风发出的一条特别的氦离子谱线的侦测结果,很明显的可以看到一些由亮星斑造成的CIR旋臂所构成的S型图样。此外,除了1.78天的周期性,这些天文学家clump还侦测到船尾ζ表面亮度有时间尺度仅数个小时的零乱变化,和CIR内向外传播的恒星风里,某些密度特别高的局部团块(clump)有强烈相关。恒星表面和恒星风团块的本质都不规律,但船尾ζ的研究结果,却是天文学家首度获得表面变化和恒星风团块有相关性的直接证据。

  关于大质量恒星的表面变化和恒星风变化或许有关联性的议题,其实早在数十年前就已经被提出,但无法证实。这是大质量恒星研究的重大突破,之前即便已有数架太空望远镜和众多大型地面望远镜已经在运作,但要是没有BRITE奈米卫星网和业余天文学家的协助和贡献,这个研究成果绝难达成。

  不过,对于船尾ζ表面亮星斑的起源和表面亮度凌乱变化的成因迄今不明。而这正是Ramiaramanantsoa等人下一步要努力的课题。

资料来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171024115613.htm , 2017.10.24, KLC

转自://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1736

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