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[分享] VLT发现氦丰度最高的恒星
欧美天文学家Giampaolo Piotto等人,于2004年时利用欧南天文台(ESO)位在智利Paranal天文台的8.2米VLT Kueyen望远镜,总共曝光200小时进行FLAMES 多天体光谱观测后,在半人马座ω星团( Omega Centauri,NGC5130)中,发现一颗氦含量异常丰富的恒星,令天文学家相当讶异。这个意外的发现,让天文学家得以重新检视庞大的恒星系统中,这些恒星究竟会如何诞生。相关论文发表在天文物理期刊中。(the Astrophysical Journal, Vol. 621, p. 777 ,"Metallicities on the Double Main Sequence of Omega Centauri Imply Large Helium Enhancement" by G. Piotto et al.)
ω星团是南天中相当着名的球状星团,4.4等的亮度,在无光害的地方,以肉眼就能看到这个庞大的星团(台湾地区须待夏季、在南部地区或高山上才有机会看见)。一般而言,球状星团是由数十万颗恒星聚集而成的团体,成员星通常都是一起从同一团云气中诞生,而且比较年老,核心的氢元素早就已经反应完毕;老恒星表面温度通常不高,所以颜色偏橘红色,而且已经历经很长时间的恒星演化了,所以恒星中的重元素含量会比较高。ω星团是球状星团中的个中翘楚,其恒星数量之多,使其性质其实有点介于一般球状星团和像星系这样的更大型恒星系统之间。一
但是,天文学家对这个星团印象最深之处,并不在于它的亮度与规模,而是它的成员星竟然分为两个族群,而且这两群的核心都还在进行氢的核融合反应中,其中一星族约占了ω星团总成员数的1/4,其颜色比其他恒星还偏蓝。Piotto等人从光谱观测发现,ω星团中颜色偏蓝的这群恒星不仅含有的重元素(除了氢与氦以外的其他元素)丰度远高于其他颜色偏红的恒星(几近两倍之多),且氦元素丰度比偏红恒星多50%,成为至今为止天文学家所发现氦含量最丰富的恒星。
根据宇宙论模型,宇宙经由大霹雳初诞生时的原始成分,绝大部分的成分是氢,另外还有24%是氦。我们整个银河系经历了80亿年的演化之后,才能从恒星核融合反应将氦丰度增为现在的28%(太阳70%由氢组成,氦为28%,其余2%为重元素)。而这个可能从大霹雳10~20亿年之后就诞生的球状星团。其氦丰度却高达39%!
这些天文学家认为造成这种特殊现象的原因,可能是:那些偏红的恒星是在同一次恒星大量诞生时期产生的,经过一段时间演化后,恒星内部的氢转换成氦;再经过约几千万年之后,某些质量约10~12倍太阳质量的大质量恒星演化较快,很快地便经历超新星爆炸阶段,使得星团中的星际介质氦丰度增加;之后,蓝色族群恒星又从这些含氦丰富的星际介质中诞生。因此,这个星团中包含了新旧两代恒星。
这些天文学家似乎将问题解决了吗?还没呢!因为,他们又碰到了一个新的难题:为何银河系中众多球状星团中,唯独ω星团含有氦丰度超高的星族呢?
出处来源:http://www.tam.gov.tw/news/2005/200503/05031601.htm
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