白矮星能燃烧氢气壳来延长自己的寿命

天文学家传统上认为白矮星已无法产生新的能量,只能逐渐冷却的天体,最近国际天文学家团队使用哈勃太空望远镜观测,认为白矮星可以通过燃烧外层的氢壳减缓其衰老速度。

白矮星是恒星在生命的最后阶段将外层脱离而形成的致密天体,宇宙中大约98%的恒星,包括太阳最终会变成白矮星。为了研究白矮星演化的物理机制,天文学家比较两个古老球状星团M3和M13的白矮星。这两个星团许多特性相似,例如年龄和重元素丰度,但所会产生白矮星的数量却不同。使得M3和M13成为完美的实验室,了解不同种类的白矮星如何冷却。

白矮星能燃烧氢气壳来延长自己的寿命

研究团队使用哈勃的第三代广域照相机(WFC3)以近紫外波长观测M3和M13,比较两个星团中的700多颗白矮星。他们发现M3为标准的白矮星,它们的核心逐渐冷却。另一方面,M13包含两群白矮星:标准白矮星和那些设法抓住氢气外壳的白矮星,后者燃烧时间更长,因此冷却更慢。他们将观测结果与M13的恒星演化模型相比较,认为M13中有约70%的白矮星在其表面燃烧氢,所以减缓了冷却的速度。这些氢来自已脱离到太空的原恒星外壳所提供。

这项发现可能对测量星系中恒星的年龄产生影响。先前认为白矮星的冷却过程与速率是固定,因此,天文学家能利用白矮星温度估计星团年龄。然而,燃烧氢壳的白矮星可能导致测量年龄不准确,误差可达10亿年。

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