科研人員揭開星團研究中的藍離散星之謎

中國科學院國家天文台研究員鄧李才領導的科研團隊，在大麥哲倫星雲的一個年輕星團中發現處於赫羅圖上規則的兩個藍離散星序列，該成果於3月21日發表在《天體物理學報》上。《自然》雜誌天文子刊於5月1日刊登對該工作專門的評述文章，表示這一工作挑戰了對藍離散星形成機制及動力學環境的傳統認知。

恆星的形成需要氣體，在星團中由於大量的氣體會在星團形成早期被耗散掉，星團一直以來被認為不能形成新的恆星，只有恆星之間的碰撞或者併合有可能為年老的恆星補充燃燒物質，使得它們看起來比其餘的恆星更加年輕。通過碰撞或者併合形成的這些恆星被稱作「藍離散星」，它們的名字來源於它們與絕大部分恆星相比截然不同的演化過程，這使得它們遊離在理論預言的演化軌跡之外。鄧李才帶領的國際研究團隊，利用哈勃太空望遠鏡的觀測數據，對年輕星團 NGC 2173 中的藍離散星進行了研究，首次在這個年輕星團中觀測到了一族不同尋常的藍離散星。根據他們的這一發現，這一星團包含著突然爆發性形成的一支藍離散星，這一結果發表於《天體物理學報》上。

「對於普通的星團，他們的藍離散星無論是形成於恆星之間的碰撞還是雙星的合併，其形成時間都是大抵隨機的過程，因此藍離散星在星團中往往具有不同的年齡。」論文第一作者、來自澳大利亞麥考瑞大學的博士李程遠解釋說。

天文學家通過研究恆星的亮度和表面溫度來確定他們的形成年齡。將藍離散星畫在這樣一副亮度和表面溫度的二維圖上，隨機形成的藍離散星不具有任何典型的分布，它們僅僅隨機地分布在某個特定的區域內。然而，如果它們是在某一時間點突然形成的，它們在圖中會分布成一條狹窄的恆星帶。對 NGC 2173的藍離散星，鄧李才團隊發現它們形成了兩條顯著分離的恆星帶。

這並非第一次天文學家們發現藍離散星能夠在亮度和表面溫度之間存在特殊的分布關係，在此之前，已經有三個銀河系的球狀星團被發現有同樣的藍離散星分布，這些球狀星團年齡都在100億年以上。而這一工作，是首次在年齡僅10億年的星團中發現藍離散星具有同樣的分布。

「過去天文學家們認為，藍離散星同時形成是由於星團經歷了災難性的『核坍塌』事件。當核坍塌發生時，絕大部分恆星突然同時落向星團中心，造成星團會在中心極小的範圍內包含大量的恆星，可想而知，恆星會在核坍塌時頻繁地發生碰撞，從而突然間在星團中產生大量的藍離散星。」鄧李才介紹說。

然而出人意料的是，通過研究 NGC 2173恆星密度的空間分布，這一團隊沒有發現任何星團曾經發生過核坍塌的痕迹。「這個星團的核心看起來非常普通，恆星的分布非常均勻，實際上，它們包含的恆星密度甚至遠遠低於銀河系的球狀星團。」李程遠表示。

「對天文學界來說，這一觀測結果是完全出人意料的」，《天體物理學報》的審稿人評述說：「一直以來，天文學家們認為只有核坍塌才能讓藍離散星的亮度核表面溫度分布在兩條狹窄的恆星帶上。很顯然，這一工作直接挑戰了這一觀點。」

在5月1日出版的《自然》雜誌天文子刊中，加拿大麥克馬斯特大學教授艾莉森·西爾斯對這一工作撰寫了專門的評述文章，西爾斯說：「這一工作挑戰了我們對藍離散星的傳統認知。我們每一次深入研究星團和它們的恆星，我們總是會發現更多令人驚奇的現象。」

NGC 2173 星團藍離散星的亮度－表面溫度的二維分布。每一個點代表一顆恆星或雙星，黑點是 NGC 2173 的普通恆星。藍色和紅色圓點標出了兩條恆星帶上的藍離散星。藍色實線和虛線是理論模型預測的兩支藍離散星的位置。本文作者認為左邊的藍離散星帶代表了同時形成的一批藍離散星。

來源：中國科學院國家天文台

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