Nature天體物理學新論文發表，或顛覆當前的恆星演化理論

上周在自然雜誌上發表的一篇名為「一顆脈動白矮星震動圖中的大主氧核心（A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf）」的論文，或將顛覆當前的恆星演化理論。

該論文的作者之一，蒙特利爾大學（Université de Montréal）物理學教授 Gilles Fontaine 說：「我認為在未來的幾個月里，研究恆星的天體物理學家們或將需要重新考慮他們之前的計算。」

該論文的主要作者是 Noemi Giammichele，她於 2016 年完成了對博士的攻讀，並在論文共同作者 Gilles Fontaine 和 Pierre Bergeron 的監督下與 6 位其他科學家共同完成了該論文，解讀了開普勒太空望遠鏡所收集的數據。

現法國圖盧茲大學博士後研究員 Noemi Giammichele 說：「我們能夠精確地繪製一顆脈動白矮星的內部結構，就好比我們把它切成一層層的橫截面來研究它的構成一樣。震動圖顯示，白矮星的震動有時會一直延伸至其中心。

蒙特利爾大學天體物理研究中心媒體關係負責人 Robert Lamontagne 對此解釋道，宇宙中近 97％ 的恆星最後都會演變為「白矮星」。在一顆恆星的死亡過程中，它會經歷一個震動期，並最終以白矮星的形式冷卻下來，而震動期中所發生的「恆星級」震動則正是科學家們研究白矮星內部結構的窗口。

白矮星 KIC08626021（大小與地球相似）距地球 1375 光年，它所發出的光線幾乎不可能被地球上的望遠鏡所觀測到。但開普勒望遠鏡可以對它進行長期觀測，並以此產生更為細緻的圖像。由於蒙特利爾大學的研究人員有權使用該太空望遠鏡，所以論文作者能夠近距離的觀察 KIC08626021 和它的震動。

Giammichele 最初的科研目標，是驗證一個有關恆星生命末期的理論。該理論最終被證明是正確的，但在研究過程中研究團隊也收穫了一些驚人的發現。

更大的星核

在研究位於 Cygnus 和 Lyra 星座邊緣的一顆恆星時，研究人員發現，其碳和氧的核心大小是理論預測的兩倍。Fontaine 說：「這是一個重大發現，這意味著我們需要重新考慮恆星的演化理論，當然，該現象也可能只是一種異常，將來還需多做的更多工作，以確認其他恆星是否也存在著這種現象。」

Giammichele 對 Fontaine 觀點表示同意，她補充道：「在下結論之前，我們必須在其他天體的觀測中也能重現這些觀測結果才行。KIC08626021 是開普勒望遠鏡確定的第一顆脈動白矮星（pulsating white dwarf），而在 KIC08626021 之後，又有總共近 60 顆脈動白矮星被開普勒望遠鏡所發現。這意味著我們在未來的 20 年裡，將能獲得足夠的觀測數據並對它們進行分析。」

一種新方法

這是 Gilles Fontaine 在自然雜誌上所發表的第四篇論文，也為他職業生涯中的一個階段畫上了句號。早在 1978 年時，Fontaine 教授就預見到了確定脈動白矮星內部結構研究的科研價值。Fontaine 回憶說：「那時的路很難走。首先是由於地面望遠鏡的限制，我們在研究中無法獲得高質量的圖像，而因此我們也不得不自己創建分析工具，編一些程序。而更重要的是，我們也需要合適的人來研究這一課題。」

談到這裡，Fontaine 讚揚了他的前學生 Giammichele，因為她在研究中使用了一種新方法。Giammichele 以機械工程碩士畢業於蒙特利爾理工學院，她將計算飛機機翼的空氣動力學方法應用在了天體物理學中。Fontaine 說：「我相信使用該方法是我們前進的方向。」

而對於 Giammichele 自己來說，她為自己博士的論文得到業內廣泛關注而感到高興。她表示：「就我的職業發展而言，我限制想做的就是繼續研究。因為我最喜歡弄清楚並問題。」

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