NASA哈勃望远镜揭示白矮星的“抗衰老”秘密

据外媒CNET报道，美国宇航局（NASA）的哈勃太空望远镜近日探测到一些垂死的恒星——白矮星有一个有效的“抗衰老”方案。这些恒星体的秘密是一层氢气，这大大减缓了它们死后的冷却速度，以至于目前对其年龄的估计可能会有多达10亿年的偏差。

“过去曾计算过一些缓慢冷却白矮星的模型，但这是第一次观察到这种效应，”博博洛尼亚大学的天体物理学家Francesco Ferraro解释说，他负责协调周一发表在《自然-天文学》杂志上的关于这些恒星的研究。他补充说：“我们的发现表明在采用白矮星冷却序列作为‘时钟’时要谨慎。”

白矮星是低质量恒星–如太阳–的最后进化阶段，有时被称为以前炽热天体的“裸露”核心。在一颗恒星进入白矮星阶段之前，它通过将氢气融合成稍重的元素–氦气来为自己提供能量。一旦没有任何氢气了，它就把氦气融合成更重的元素。

随着二次核聚变的发生，恒星的外层物质被释放出来。这就是哈勃在其壮观的星云的令人敬畏的彩色照片中经常捕捉到的东西–恒星脱落了它们的外层。这就留下了一个耗尽的、没有能量的、”裸露的”星体–白矮星。

Ferraro说：“没有任何能量来源，一颗恒星只能冷却下来，并逐渐减弱其亮度。这正是公认的白矮星的模型。”

Ferraro和他的团队对来自望远镜宽视场相机3的哈勃图像的分析发现，一些白矮星被一层薄薄的、残留的氢气所包围，提供最后的能量冲击。因此，与流行的看法相反，并非所有的白矮星都以同样的速度变暗和冷却，或者说“老化”。

他说：“这一发现改变了我们目前教给学生的白矮星的定义。一些稳定的热核燃烧仍然可以在白矮星的表面发生。”

研究人员通过比较两个类似的银河系球状星团，或由大量恒星拥挤的区域，M3和M13，得出了他们的新结论。事实上，它们是如此相似，以至于 Ferraro把它们当作“双胞胎”。

“正如人类的情况一样，”他指出，”双胞胎相似但不完全相同，在它们的恒星群中可以显示出一些特定的差异。”

事实证明，M13的白矮星数量要多得多，有467颗白矮星，而M3的白矮星种群则有326颗。数量上的鲜明对比证明了“双子”星团内恒星的冷却速度是不一样的。M13的一些白矮星，被氢气覆盖，冷却速度较慢。

Ferraro表示：“由于M3比M13容纳了更多的恒星，这种差异甚至更加显著。”他说，一些垂死的恒星可能会保留一个富含氢气的外包层，因为它们在降解过程中跳过了一个涉及元素混合的步骤。通常情况下，这个步骤会烧掉最后一点氢气。

尽管研究小组的发现指出对白矮星的几个年龄估计可能是完全不正确的，但 Ferraro敦促说，我们用来确定宇宙年龄的恒星系统可能是安全的，不会出错。这是因为天文学家在这种推断过程中还使用其他指标。

“现在，我们正在调查其他古老星团中的白矮星–与M13类似–以提供这一现象的更多证据，”Ferraro说。他对这些垂死的恒星感到惊讶，因为 “它们是宇宙中最致密的天体之一：一茶匙白矮星的重量相当于10头大象的重量”。

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