天文学家发现第一批双星剥离星

多伦多大学的天文学家发现了一群大质量恒星，这些恒星的氢包层被双星系统中的伴星剥夺了。发表在《科学》科学上的研究结果揭示了被认为是氢起源的热氦星-糟糕的核心塌陷超新星和中子星合并。

十多年来，科学家们推测，大约三分之一的大质量恒星在双星系统中被剥夺了氢包层。然而，到目前为止，只确定了一名可能的候选人。

“这是一个如此大、如此耀眼的洞，”共同主要作者玛丽亚·德劳特(MariaDrout)说道，她是大卫·A·邓拉普天文学系的助理教授。天体物理学和邓拉普天文学研究所多伦多大学天体物理学助理。

“如果事实证明这些恒星很罕见，那么我们对所有这些不同现象的整个理论框架都是错误的，这对超新星、引力波都有影响引力波，以及来自遥远星系的光，”德劳特说。“这一发现表明这些恒星确实存在。”

“展望未来，我们将能够对这些恒星进行更详细的物理研究，”德劳特说。例如，对我们应该看到多少中子星合并的预测取决于这些恒星的特性，例如在恒星风中从它们身上脱落了多少物质。现在，我们将第一次能够测量这一点，而人们之前一直在推断它。”

双星剥离星之前曾被用来解释为什么三分之一的核心塌陷超新星所含的氢比红超巨星的典型爆炸少得多。德劳特和她的同事提出，这些新发现的恒星最终将爆炸为贫氢超新星。这些恒星系统也被认为是形成中子星合并所必需的，就像那些通过LIGO实验从地球探测到的发射引力波的中子星合并一样。

事实上，研究人员认为，当前样本中的一些物体是带有中子星或黑洞伴星的剥离恒星。这些物体处于即将成为双中子星或中子星加黑洞系统之前的阶段，最终可能合并。

许多恒星都是宇宙舞蹈的一部分，它们在双星系统中相互绕行。他们不是孤独的巨人，而是充满活力的二人组的一部分，在一生中相互影响和影响。”博士贝瑟尼·路德维希(BethanyLudwig)说道大卫·A·邓拉普天文学系的学生多伦多大学天体物理学家，本文第三作者。“我们的工作揭示了这些令人着迷的关系，揭示了一个比我们之前想象的更加相互关联和活跃的宇宙。”

“正如人类是群居动物一样，恒星，尤其是质量巨大的恒星，也很少是孤独的，”路德维希说。

当恒星演化并膨胀成为红巨星时，一颗恒星外缘的氢可能会被其伴星的引力剥离，留下一个非常热的氦核心暴露在外。这个过程可能需要数万年，甚至数十万年。

剥离的恒星很难找到，因为它们发出的大部分光都在可见光谱之外，并且可能被宇宙中的尘埃阻挡或被伴星掩盖。

德劳特和她的合作者于2016年开始了他们的研究。在攻读博士学位期间，德劳特研究了贫氢超新星，并在NASA哈勃博士后奖学金期间开始寻找那些被认为位于其核心的剥离恒星。卡内基科学研究所。她在一次会议上遇到了合著者YlvaGötberg，她现在是奥地利科学技术研究所(ISTA)的助理教授，她最近为这些恒星的外观建立了新的理论模型。

德鲁特、戈特伯格和他们的合作者设计了一项新的调查，以观察光谱的紫外线部分，极热恒星在此发出大部分光。虽然肉眼看不见，但紫外线可以通过专门的仪器和望远镜检测到。

研究人员利用雨燕紫外/光学望远镜的数据，收集了距离地球最近的两个星系大麦哲伦星云和小麦哲伦星云中数百万颗恒星的亮度。路德维希开发了第一个麦哲伦云广域紫外线目录，并使用紫外线光度测定法来检测具有异常紫外线发射的系统，表明可能存在剥离恒星。

他们对25个物体进行了试点研究，在2018年至2022年间使用拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜获得了光谱数据。利用这些观测结果来证明恒星很热、很小、贫氢，并且位于双星系统中——所有这些都与他们的模型预测一致。

目前，研究人员正在继续研究本文中确定的恒星，并扩大搜索范围以寻找更多恒星。他们将通过哈勃太空望远镜、钱德拉X射线望远镜、麦哲伦望远镜和英澳望远镜的批准项目，在附近的星系和我们自己的银河系内进行观察。作为本出版物的一部分，用于识别这些恒星的所有理论模型和数据均已公开并可供其他科学家使用。

合作机构包括多伦多大学、卡内基科学研究所天文台、马克斯·普朗克天体物理学研究所、安东·潘涅库克天文学研究所、邓拉普天文学研究所和马克斯·普朗克天体物理学研究所。天体物理学和斯图尔德天文台。