解密最大的恒星托儿所:狼蛛星云


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到目前为止 , 人口普查包括 820000 颗恒星 , 从质量超过 200 个太阳质量的巨星到只有太阳质量一半的恒星 。 “多亏了哈勃 , 我们可以研究高质量和低质量恒星如何共存 , 以及来自大质量恒星的强大辐射是否会改变其较小伴星的正常演化 , 狼蛛研究的另一个关键参与者是 VLT-FLAMES 狼蛛调查 。 这项由位于苏格兰爱丁堡的英国天文技术中心的克里斯埃文斯领导调查 , 主要关注星云的大质量恒星 。 埃文斯和他的三位同事在 2007 年底萌生了这项调查的想法 。 他们在荷兰乌得勒支参加了一次研究人员会议 , 该会议使用光纤大阵列多元件研究银河系中的大质量恒星和大、小麦哲伦星云光谱仪 , 或火焰 。 该仪器一次可以瞄准 100 多个物体 , 将来自每个物体的光分成自己的光谱 , 以揭示其物理特性 。



埃文斯和他的同事一直在研究大质量 O 型恒星 , 但他们的数据集中很少有宝贵的例子 。 当他们挤在当地的一家酒吧里时 , 招募弗拉姆斯的计划开始形成 。 “我们提出了一个可行的想法:'让我们尝试在狼蛛中做所有事情 , '”埃文斯回忆道 。 “这将为我们提供足够大的样本量来解决我们的许多问题 。 ” 他们在接下来的几周内为这项调查制定了一个粗略的想法 , 然后提出了在智利欧洲南方天文台超大望远镜 (VLT) 阵列的 8.2 米望远镜中使用 FLAMES 的时间建议 。



“FLAMES 为我们提供了同时跨越 25 英尺天空场的多达 130 个物体的光谱 , ”埃文斯说 。 这足以覆盖大部分狼蛛 。 “这意味着我们可以更有效地利用宝贵的 VLT 时间 , 而不是在如此丰富的天空中逐一获取恒星的光谱 。 ” 观测产生每颗恒星的温度、表面重力、成分、旋转和视线速度 。 狼蛛可能看起来像一个整体 , 但调查显示它有许多相互关联的部分 , 有几个不同的星团和多个星云区域 。 位于星云中心的是令人印象深刻的星团拉德克利夫 136 (R136) 。 直到 1980 年代 , 天文学家都怀疑这个极其明亮的中心区域拥有一颗重量可能为 1000 个太阳的超大质量恒星 。 这将是非常了不起的 , 尤其是因为物理定律规定这样的恒星不可能存在 。 但随着天文学家开发出高分辨率成像技术 , 哈勃在地球扭曲的大气层上空翱翔 , R136 的真实性质成为焦点 。 事实证明 , 它是一个紧凑的星团 , 由数十颗 O 型主序星组成 。 最热、最亮、质量最大的恒星 , 它们的核心仍在将氢转化为氦 , 以及同样热和质量相同的沃尔夫-拉叶星 , 其特点是凶猛的恒星风 。

【解密最大的恒星托儿所:狼蛛星云】

已知宇宙中没有其他地方包含如此多的这些恒星巨兽 。 “总的来说 , 狼蛛 , 尤其是它的致密星团 R136 , 包含我们目前发现的质量最大的恒星 , 其中有几十颗质量超过了我们太阳的 100 倍 , ”克劳瑟说 。 “最极端的人可能从 200 到 300 个太阳质量开始他们的生活 , 但在过去几百万年左右的时间里 , 他们已经瘦了 10% 到 20% , 因为他们以惊人的速度减肥 。 ” 这些恒星中最亮的 10 颗提供了电离狼蛛所有气体的近 30% 的能量 。 质量越大的恒星 , 其寿命就越短 。 O 型恒星在耗尽其核燃料并最终引爆为超新星或直接内爆成黑洞之前 , 寿命不超过几百万年 。 R136 中这些重量级人物的丰富性表明它的历史不超过 100 万到 200 万年 。 Sabbi 的团队还在 R136 东北部 15 到 20 光年处发现了一个更小、更分散的恒星团 。 这个星团没有 O 型恒星 , 但确实拥有更小和更冷的 B 型恒星 , 这意味着它可能比它的邻居大一百万年 。



这个区域的恒星密度让一些科学家推测它是否有朝一日会形成一个球状星团 。 尽管银河系中的所有球状星体都是古老的 , 可以追溯到银河系诞生之时 , 但 LMC 拥有许多年轻的相似星体 。 R136 约 65 光年内的体积包含近 90000 个太阳质量的物质 , 接近银河系球状体的平均大小 。 研究狼蛛中的大型双星系统是 VLT-FLAMES 调查背后的动力之一 。 结果令人吃惊:“我们估计至少 50% 的目标位于二进制系统中 , ”Evans 说 。 “除了对我们银河系的补充研究外 , 这一结果显着改变了我们对恒星演化的看法 。 ”

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