Ferraro|有些“老年”恒星“不服老”:燃烧氢,老得慢( 二 )


研究人员将他们的结果与M13恒星演化的计算机模拟结果进行比较 , 发现M13中大约70%的白矮星表面燃烧氢 , 从而减慢了它们的冷却速度 。
即使先前演化阶段留下的相对少量的氢(几个10^-4太阳质量)也足以允许静态热核燃烧 。 对于低质量 (小于0.6个太阳质量) 和低金属度(Z<0.001)的白矮星 , 这可以在冷却序列的最亮部分提供不可忽略的能量来源(大于40%) , 然后迅速变得可以忽略不计的光度L , 以太阳光度L⊙为单位 , 对应于log(L/L⊙)≈?4 。 这种(通常被忽视的)能源会减慢冷却过程 , 从而对白矮星光度函数产生可观察到的影响 。

Ferraro|有些“老年”恒星“不服老”:燃烧氢,老得慢
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【Ferraro|有些“老年”恒星“不服老”:燃烧氢,老得慢】稳定的氢燃烧对低质量白矮星的影响
“我们的发现改变了白矮星的定义本身 。 事实上 , 在所有天体物理学教科书和所有学术课程中 , 白矮星被描述为此前恒星的‘裸露的’核心 。 在恒星生命结束时 , 任何热核活动都将永久终止 , 它们注定会变成随着时间变得越来越冷 。 ”Ferraro表示 。
Ferraro介绍道 , 白矮星不可能产生能量 , 它们既不能通过热核反应 , 也不能通过引力收缩(它们的密度很高 , 无法压缩 , 只能以恒定半径冷却)产生能量 。 因此 , 白矮星演化通常被描述为一个纯冷却过程 , 在此过程中 , 这些恒星随着时间的推移变得更冷、更暗 , 变化速率基本相同 , 而且它们的年龄与其光度或温度之间的关系非常严格 , 以至于天文学家通过白矮星的(变暗的)光度推导其年龄 。
“事实上 , 白矮星冷却率已被用作宇宙天文钟来了解我们银河系包括盘状、球状和疏散星团几个种群的年龄 。 ”Ferraro表示 , “我们的发现改变了这种既定预测 。 我们发现 , 并非所有的白矮星都以相同的速度老化:其中一些比其他的老化得慢 , 因为它们(老得慢的白矮星)仍然有非常薄的残余氢层为其提供额外能量来源 , 可以延迟它们的变暗和冷却 。 当然 , 这对使用白矮星冷却时间的自然时钟有巨大影响 。 ”
此次发现可能会对天文学家如何测量银河系恒星的年龄产生影响 。 之前 , 白矮星的演化被模拟为一个可预测的冷却过程 , 天文学家将白矮星的冷却速率作为一个自然时钟来确定星团的年龄 。 而燃烧氢的白矮星可能导致这些年龄估计不准确幅度达10亿年 。
“现在 , 我们正在研究其他类似M13的老星团中的白矮星 , 来提供这种现象的额外证据 。对白矮星的研究肯定值得新的惊喜 , 因为它们是宇宙中最紧密的物体之一:一茶匙白矮星的质量相当于10头大象 。 因此 , 这些研究肯定值得其他一些惊喜 。 ”Ferraro表示 。

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