哈勃发现"蓝色潜伏者"旋转速度极快 以至于打破了天文学家的模型

发现于 M67 星团中的"蓝色潜伏者"以其快速的旋转和涉及三重星系的复杂过去吸引了天文学家，为恒星的演化和白矮星的形成提供了启示。 资料来源：NASA、ESA、Leah Hustak（STScI）

哈勃望远镜的数据揭示了这个系统混乱的过去。 大约 5 亿年前，其中两颗恒星合并，形成了一颗更大、质量更高的恒星。 随着时间的推移，这颗新恒星的燃料消耗殆尽，最终坍缩成一颗异常巨大的白矮星。 系统中的第三颗恒星曾经是它的伴星，但后来却成了这场宇宙动荡的旁观者。

在合并过程中，这颗幸存的恒星从它的大质量邻居那里汲取了大量物质，质量增加了，亮度也变高了。 然而，它现在发现自己孤身一人，绕着前同伴的残骸--一颗死去的白矮星--运行。 哈勃的观测结果表明，这颗孤独的恒星的旋转速度比预想的要快得多，这表明它曾经吸收过恒星合并产生的气体，从而推动了它的快速旋转。

三重星系中"蓝色潜伏者"恒星的演化

图 1：包含三颗类太阳恒星的三重星系。 两颗恒星的轨道非常紧密。 图 2：这对相近的恒星螺旋上升并合并成一颗质量更大的恒星。图 3：合并后的恒星演变成一颗巨星。 随着巨大光球的膨胀，部分物质落到外层伴星上，导致伴星变大，自转速率加快。

第4-5图：合并后的中央恒星最终燃烧殆尽，形成一颗巨大的白矮星，而外侧伴星则向白矮星旋进，形成一个轨道更紧密的双星系统。

第6图：幸存下来的外侧伴星很像我们的太阳，但被昵称为"蓝色潜伏者"。 虽然由于早期中央恒星的质量转移，它的蓝光比预期的要亮一些，而且现在旋转得非常快，但这些特征都很微妙。 这颗恒星很容易被误认为是一颗普通的类太阳恒星，尽管它有着奇特的演化历史。

图片来源：NASA、ESA、Leah Hustak (STScI)

"蓝色潜伏者"这个词听起来像是超级英雄电影中的反派，但它实际上指的是一种罕见的恒星。 美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜最近研究了开阔星团 M67 中的这种独特恒星，它距离地球约 2800 光年。

哈勃望远镜的数据显示，这颗蓝色潜伏者有着戏剧性的过去，它曾在一个复杂的三恒星系统中与另外两颗恒星相互作用。 它与"蓝色流浪者"有相似之处--这些恒星看起来比预期的更热、更亮、更蓝，通常是通过恒星合并形成的。

让这颗蓝色潜伏者脱颖而出的是它出人意料的快速旋转，这也是它被发现的原因。 尽管自转速度如此之快，它在其他方面却与一颗典型的类太阳恒星十分相似。"蓝色"这个名字可能会让人产生误解，因为这颗恒星的颜色与星团中周围的太阳质量恒星融为一体。 这种混入能力就是它被描述为"潜伏"在其他恒星中的原因。

自旋速率证明，潜伏者一定是从伴星中汲取了物质，导致其自转速度加快。 这颗恒星的高自转速率是由美国宇航局退役的开普勒太空望远镜发现的。 普通的类太阳恒星完成一次自转通常需要 30 天左右，而这颗潜伏者恒星只需要 4 天。

芝加哥伊利诺伊理工学院的艾米丽-莱纳（Emily Leiner）说，蓝色潜伏者是如何变成这样的，是一个"超级复杂的进化故事"。"这颗恒星真的很令人兴奋，因为它是一颗恒星在三恒星系统中相互作用的例子"。 这颗蓝色潜伏者最初的旋转速度较慢，围绕着一个由两颗类太阳恒星组成的双星系统运行。

大约5亿年前，这颗双星中的两颗恒星合并，形成了一颗质量更大的恒星。 这颗庞然大物很快膨胀成一颗巨星，将自身的一些物质倾泻到蓝色潜伏者上，并在此过程中使其旋转起来。 今天，我们观测到这颗蓝色潜伏者正围绕着一颗白矮星运行，这颗白矮星是巨型合并后燃烧殆尽的残骸。

莱纳解释说："我们知道这些多恒星系统相当常见，而且会导致非常有趣的结果。我们只是还没有一个能够可靠地连接所有这些演化阶段的模型。 三恒星系统约占类太阳恒星总数的10%。 但是，要把这种演化历史拼凑在一起是很有挑战性的。"

哈勃观测到了潜伏者所围绕的白矮星伴星。 利用紫外线光谱，哈勃发现这颗白矮星的温度非常高（高达23000度华氏温度，大约是太阳表面温度的三倍），是一颗重量级的白矮星，质量为0.72个太阳质量。 根据理论，M67 中的热白矮星应该只有大约 0.5 个太阳质量。 这证明白矮星是两颗恒星合并后的副产品，而这两颗恒星曾经是三恒星系统的一部分。

莱纳说："这是我们能够如此详细地讲述其进化过程的唯一三重系统之一。 三元系统正在成为创造有趣、爆炸性最终产物的潜在重要因素。 能够像我们正在探索的那样，对这样一个系统施加约束，这真的很不寻常。"

莱纳的研究成果将在华盛顿特区举行的美国天文学会第245次会议上公布。

哈勃太空望远镜探索宇宙已有三十多年的历史，它的突破性发现改变了我们对太空的认识。 作为美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）的合作成果，哈勃望远镜由位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心管理，丹佛的洛克希德-马丁航天公司提供任务支持。 科学运营由巴尔的摩的太空望远镜科学研究所负责，该研究所由天文学研究大学协会运营。 哈勃的持续观测为人们提供了对宇宙的宝贵见解，从遥远的星系到恒星和行星的形成，巩固了其作为历史上最具影响力的科学仪器之一的地位。

编译自/ScitechDaily