太近了！這對雙恆星相距只有45億公里！

天文學家發現了一個雙星系統，它擁有迄今為止所測量到距離最近的大質量年輕恆星，這為檢驗大質量雙星形成理論提供了一個有價值的「實驗室」。利茲大學領導的一個國際研究小組已經確定，這顆年輕的大質量恆星PDS 27與其軌道上伴星之間的距離僅為30個天文單位，即45億公里。這大約是太陽和海王星之間的距離，使它們成為雙星系統中年輕大質量恆星所確定的最接近恆星伴侶。雙星系統是一個有兩顆恆星圍繞質心運行的恆星系統。利茲大學物理與天文學院的Evgenia Koumpia博士說：這是一個非常令人興奮的發現。

博科園-科學科普：在大質量雙星形成早期階段進行觀測和模擬是現代天文學的主要難題之一。隨著PDS 27及其伴星的出現，現在已經發現了距離我們最近、質量最大的年輕恆星，它們位於雙星系統中。在圖上的空間里缺少已知年輕大質量雙星系統。大質量恆星的壽命相對較短，在幾百萬年的時間裡就會燃燒殆盡，並以超新星的形式爆發，這使得它們很難被發現。這限制了天文學家檢測這些恆星形成理論的能力。作為研究的一部分，研究小組還發現了另一顆年輕大質量恆星的伴星PDS 37。分析顯示PDS 37和伴星直接的距離在42到54個天文單位之間——相當於太陽和冥王星之間的距離。

雙星通過盤狀碎片形成始於年輕恆星周圍環繞著一個由氣體和塵埃組成的旋轉盤。磁碟碎片，在磁碟內形成第二顆星，被它自己的磁碟包圍，這兩顆星形成一對軌道。圖片：B. Saxton, NRAO/AUI/NSF

儘管它與PDS 27及其伴星相距遙遠，但考慮到天文學研究中需要確認巨大的年輕恆星雙星，這仍然是一個重大的發現。這些雙星系統是如何形成的，這是一個頗有爭議的問題，已經提出了一些理論。對早期雙星的觀測研究對於驗證雙星形成的理論至關重要。PDS 27和PDS 37是稀有而重要的實驗室，它們可以幫助提供和測試關於高質量雙星形成的理論。PDS 27的質量至少是太陽的10倍，距離地球約8000光年。為了確定PDS 27和PDS 37是否存在伴星，研究小組使用了歐洲南方天文台甚大望遠鏡干涉儀(VLTI)上的piier儀器提供的最高空間解析度。

質量觀測(背景圖像)在2003年揭示了一個高度發紅的源，表明PDS 27具有巨大的年輕性質。在VLTI上piier提供了高解析度，使其有可能在2019年首次將PDS 27解析為一個雙星系統。圖片：University of Leeds

這個儀器結合了來自四個望遠鏡的光束，每個直徑8.2米，模擬了一個直徑130米的望遠鏡。由此產生的高空間解析度使該團隊能夠解決如此接近的雙星系統，儘管它們與我們相距遙遠，而且彼此非常接近。研究報告的合著者、利茲大學物理與天文學院的Rene Oudmaijer教授說：下一個大問題是，由於觀測困難，到目前為止一直迴避這個問題——為什麼這麼多大質量恆星位於雙星系統中？天文學家越來越清楚地認識到，大質量恆星幾乎從來不是單獨誕生的，至少有一個兄弟姐妹相伴，但這種情況的原因仍然相當模糊。

四個VLT望遠鏡作為一個整體工作。圖片：University of Leeds

大質量恆星對它們的宇宙環境有著重要影響。它們所產生的恆星風、能量和超新星爆炸反過來會影響其他恆星和星系的形成。大質量恆星的演化和命運相當複雜，但以往的研究表明，它們的雙星特性在很大程度上可以影響它們。大質量年輕雙星的發現為我們解答關於這些恆星許多問題提供了關鍵的一步。多虧VLTI上的精密儀器所提供的強大的解析度，這些發現才成為可能，這項研究發表在《天文學和天體物理學》期刊上。

博科園-科學科普｜研究/來自: 利茲大學

參考期刊文獻:《天文學和天體物理學》

DOI: 10.1051/0004-6361/201834624

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