揭開星團研究中的藍離散星/藍掉隊星Blue stragglers之謎

[peter]

揭開星團研究中的藍離散星/藍掉隊星Blue stragglers之謎
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 M30 神秘古老恒星 藍掉隊星（Blue stragglers，BSS） 竟似吸血鬼 汲相邻恒星能量得永生

http://www.cnbeta.com/articles/374095.htm
意大利科学家的最新研究发现，一些神秘的古老恒星正在通过两种方式让自己一直保持年轻，年轻程度甚至有些不可思议。其中，一些恒星甚至像吸血鬼一样吸收相邻恒星的能量，而另外一些恒星则通过宇宙碰撞使自己返老还童。 据科学家介绍，这些神秘的恒星位于一个球状星团中。在该球状星团中，存在一大群密集的古老而奇怪的恒星。


这个球状星团被命名为“梅西叶30”(Messier 30)星团，是一个古老的恒星结，位于银河系范围之内，距离地球大约有2万8千光年。据估测，该球状星团早在宇宙形成初期就已出现，距今大约130亿年。
在“梅西叶30”星团中，大多数恒星都可以看得出年龄。它们不断膨胀并形成红巨星，并可能很快结束生命，这是古老恒星老化的明显迹象。但是，在“梅西叶30”星团中还有一些奇怪的恒星，它们被称为“蓝离散星”。这些所谓的“蓝离散星  （藍掉隊星Blue stragglers”看起来仍然保持年轻，与正当年的炽热恒星的特点非常相近。
意大利博洛尼亚大学科学家弗朗西斯科-费拉罗介绍说，“它们看起来就像是混在养老院老人堆中的一群孩子。这一奇怪的现象令人惊讶，人们会很自然地想知道是什么原因造成这种现象的。”
近50年来，科学家们虽然都知道蓝离散星的存在，但是对于它们一直保持年轻的现象感到迷惑不解。费拉罗等科学家通过美国宇航局的“哈勃”太空望远镜对这些蓝离散星进行了深入观测，他们发现了两种不同的蓝离散星。针对其中一种恒星永葆青春的“吸血”机制，费拉罗提出了一种“吸血”理论，用来解释这一奇怪的现象。
“吸血”理论可以这样理解，两颗恒星以一种紧密的结构互相环绕对方运行，其中质量较轻的那颗恒星会从质量较大的同伴体内吸取新鲜的氢物质，就好象吸血鬼从活人体内吸取血液一样。新鲜的氢物质燃烧会导致质量较轻恒星更加炽热，发出更蓝的光芒。这种光芒通常也代表着恒星的炽热程度。
除了“吸血”机制外，蓝离散星还存在着另外一种永葆青春的手段，这种手段就是宇宙碰撞。费拉罗提出的最新理论认为，两颗恒星通过正面碰撞从而混合两者的核燃料，再次点燃宇宙生命之火。
欧洲航天局科学家吉亚科莫-贝卡里也是费拉罗研究团队成员之一。贝卡里介绍说，“我们发现，通过碰撞形成的蓝离散星与通过吸血而产生的蓝离散星稍微有些不同。这一发现直接证明了这两种方式都是可行的，而且是在球状星团中同时存在的。”这一研究成果的详细内容发表于12月24日出版的《自然》杂志上。
此外，科学家还发现，越靠近球状星团中心的位置，那里的蓝离散星聚集得越多，而其他恒星则是广泛分布于整个球状星团之中。对此，费拉罗解释说，“这一现象表明蓝离散星比球状星团中其他恒星的平均质量要大，质量越大的恒星越容易向星团的深处沉没。”
事实上，“梅西叶30”球状星团的中心区域是非常拥挤的，因此在这个区域两颗恒星之间的配对和碰撞现象就很容易发生。所以，在中心区域会出现越来越多的大质量蓝离散星，它们都是通过“吸血”和碰撞产生的的结果。
科学家根据最新理论，描述了这些现象的发生场景。大约20亿年前，“梅西叶30”球状星团内核崩塌，将大量恒星投向星团中心区域。因此，碰撞现象频发，碰撞越多，新产生的蓝离散星也就越多。同理，恒星越多，星团显得越拥挤，两两配对现象也就越容易，这就为“吸血”现象的发生奠定了基础。
研究团队成员、博洛尼亚大学科学家巴拉巴拉-兰佐尼介绍说，“在银河系的所有星团中，大约有10%左右的星团曾经出现过内核崩塌现象。这是人类首次发现星团内核崩塌对恒星群体造成的这种奇怪的影响。

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%97%8D%E6%8E%89%E9%9A%8A%E6%98%9F
藍掉隊星（Blue stragglers，BSS），是疏散星團或球狀星團中與其他成員有相同的光度，但表面溫度較高的藍色恆星。因此，在星團的赫羅圖中，它們的位置有別於星團的其他成員。藍掉隊星看似違背了現行恆星演化的標準理論，因為在同時誕生的恆星在赫羅圖上應該很明確的位在同一條曲線上，而由此一位置可以測量出它們原始的質量。因為藍掉隊星偏離了這條曲線，顯示它們在恆星演化中有不同的經歷。產生的原因還不是很清楚，但主流的假說是它們原本是雙星，經由合併才成為藍掉隊星。兩顆恆星的合併只會創造出一顆質量更大的恆星，這顆恆星的表面溫度會比同年齡的恆星更熱和更亮。如果這種理論是正確的，則藍掉隊星就不會成為恆星演化理論上的問題，合併後的恆星在核心會有更多的氫，使它的行為像較年輕的恆星。有證據支持這種看法，在星團內藍掉隊星的數量明顯的與恆星的密集度有關，越密集處的數量越多，特別是在球狀星團的核心區域。因為在單位體積內的恆星數目越多，碰撞和密接的機會越高，而星團內確實比其他區域更容易發生。

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中國 國家天文臺科研團隊揭開星團研究中的 藍掉隊星/藍離散星 Blue stragglers 之謎
https://www.chinanews.com/gn/2018/05-02/8504273.shtml

中国科学院国家天文台获悉，该台邓李才研究员领导的国际科研团队，利用哈勃太空望远镜的观测数据，在大麦哲伦星云的一个年龄仅10亿年、编号为“NGC 2173”星团中发现处于赫罗图上规则的两个蓝离散星序列，这是天文学家首次在这个年轻星团中观测到了一族不同寻常的蓝离散星。

“NGC 2173”星团蓝离散星的亮度－表面温度的二维分布。每一个点代表一颗恒星或双星，黑点是“NGC 2173”的普通恒星。蓝色和红色圆点标出了两条恒星带上的蓝离散星。蓝色实线和虚线是理论模型预测的两支蓝离散星的位置。中科院国家天文台 供图

　　根据这一发现，该年轻星团包含着突然爆发性形成的一支蓝离散星。这项成果已于今年3月发表在《天体物理学报》上。最新一期《自然》杂志天文子刊则刊登对邓李才团队工作专门的评述文章，认为他们的发现与研究挑战了对蓝离散星形成机制及动力学环境的传统认知。

　　据介绍，恒星的形成需要气体，在星团中由于大量的气体会在星团形成早期被耗散掉，星团一直以来被认为不能形成新的恒星，只有恒星之间的碰撞或者并合有可能为年老的恒星补充燃烧物质，使得它们看起来比其余的恒星更加年轻。通过碰撞或者并合形成的这些恒星被称作“蓝离散星”，它们的名字来源于它们与绝大部分恒星相比截然不同的演化过程，这使得它们游离在理论预言的演化轨迹之外。

　　天文学家通过研究恒星的亮度和表面温度来确定他们的形成年龄。将蓝离散星画在一副亮度和表面温度的二维图上，随机形成的蓝离散星不具有任何典型的分布，它们仅仅随机地分布在某个特定的区域内。然而，如果它们是在某一时间点突然形成的，它们在图中会分布成一条狭窄的恒星带。对“NGC 2173”的蓝离散星，邓李才团队发现它们形成了两条显著分离的恒星带。

　　这并非第一次天文学家们发现蓝离散星能够在亮度和表面温度之间存在特殊的分布关系，在此之前，已经有三个银河系的球状星团被发现有同样的蓝离散星分布，这些球状星团年龄都在100亿年以上。而邓李才团队的这一工作，是首次在年龄仅10亿年的星团中发现蓝离散星具有同样的分布。

　　“过去天文学家们认为，蓝离散星同时形成是由于星团经历了灾难性的‘核坍塌’事件。当核坍塌发生时，绝大部分恒星突然同时落向星团中心，造成星团会在中心极小的范围内包含大量的恒星，可想而知，恒星会在核坍塌时频繁的发生碰撞，从而突然间在星团中产生大量的蓝离散星。”邓李才研究员说。

　　然而出人意料的是，通过研究“NGC 2173”恒星密度的空间分布，邓李才团队没有发现任何星团曾经发生过核坍塌的痕迹。《天体物理杂志》发表研究论文的第一作者、澳大利亚麦考瑞大学李程远博士指出，“这个星团的核心看起来非常普通，恒星的分布非常均匀，实际上，它们包含的恒星密度甚至远远低于银河系的球状星团”。

　　“对天文学界来说，这一观测结果是完全出人意料的”，《天体物理杂志》的审稿人评述说，“一直以来，天文学家们认为只有核坍塌才能让蓝离散星的亮度核表面温度分布在两条狭窄的恒星带上。很显然，这一工作直接挑战了这一观点”。

　　在当地时间5月1日出版的《自然》杂志天文子刊中，加拿大麦克马斯特大学艾莉森·西尔斯教授对邓李才团队的工作撰写专门评述文章表示，“这一工作挑战了我们对蓝离散星的传统认知。我们每一次深入研究星团和它们的恒星，我们总是会发现更多令人惊奇的现象。


https://www.cnbeta.com/articles/science/722165.htm

在大麦哲伦星云的一个年轻星团中发现处于赫罗图上规则的两个蓝离散星序列，该成果于2018 年3 月21 日发表在《天体物理学报》上。《自然》杂志天文子刊于2018 年5 月1 日刊登对该工作专门的评述文章，表示这一工作挑战了对蓝离散星形成机制及动力学环境的传统认知