在獲得麥克唐納天文台(McDonald Observatory)2.1公尺之奧托斯特魯夫望遠鏡(Otto Struve Telescope)的協助下,美國德州奧斯丁市德州大學(University of Texas)的天文學家Michael H. Montgomery及Kurtis A. Williams,連同研究生Steven DeGennaro,斷言並證實了新型變星的存在。此發現發表2008年5月1日版的《天體物理雜誌通訊》(Astrophysical Journal Letters)。
該研究是由美國國家科學基金會(the National Science Foundation)及德拉瓦星震研究中心(the Delaware Asteroseismic Research Center)所資助。
該所謂的「脈動碳白矮星」,是25餘年來首度被發現的新型變動白矮星。由於宇宙中壓倒性的多數恆星(包括太陽)會以白矮星結束壽命,因而研究此些最近被發現的樣本脈動(即,光輸出量的變動),賦予了天文學家們攸關多數恆星於壽命中重要結束點的視窗。
白矮星是已燃盡核心中所有核燃料之類太陽恆星的剩餘殘留物。白矮星極度稠密,其將0.5到1.5倍太陽的質量擠入大小約如地球的體積中。直到最近,白矮星一直被認為有兩大類型:也就是具有氫氣外層的白矮星(約佔80%)及氫氣殼層不知怎麼已被剝奪掉而具有氦氣外層的白矮星(剩餘的20%)。
去年,美國亞利桑那大學(University of Arizona)的天文學家Patrick Dufour及James Liebert發現了第三類白矮星。由於諸多不明原因,此些「炙熱碳白矮星」的氫氣及氦氣殼層已被剝光而曝露出餘留下的碳層。天文學家們懷疑,此些可能是所有白矮星中最巨大的,此些恆星殘餘物稍微過少以致無法在超新星爆炸中結束壽命。
在此些新的碳白矮星被宣佈之後,Montgomery認為,於此些恆星中可能有諸多脈動。天文學家們對脈動星感到興趣是因,其光輸出量(light output)的變化能揭露脈動星內部發生什麼,這類似地質學家研究來自地震的震波,以瞭解地球內部發生什麼。事實上,這類的恆星研究被稱為「星震學」(asteroseismology)。
因而,Montgomery及Williams開始利用麥克唐納天文台的奧托斯特魯夫望遠鏡,有系統地研究碳白矮星及找尋引起脈動的原因。DeGennaro發現,一顆於大熊星座中約800光年外,被稱為SDSS J142625.71+575218.3的恆星符合條件。其光度有規則地,約每8分鐘變動達2%。
美國國家科學基金會的天文學家Michael Briley宣稱:發現此些恆星之一發出脈動是頗為重要的。這將使人們得以探究白矮星的內部,依序能有助於解開碳白矮星源自何處及它們的氫氣與氦氣怎麼啦?
該恆星位於開陽星(Mizar)東北東約10度的地方,開陽星是大熊星座內北斗七星(Big Dipper)柄狀部分的中間恆星。此白矮星質量約等同咱們太陽,不過直徑小於地球。該恆星具有華氏35000度的溫度,因而亮度僅為太陽的600分之一。
於其他的樣本恆星中無一被發現發出脈動。根據Montgomery的推測,於此些樣本中的已知質量與溫度,SDSS J142625.71+575218.3是唯一被預期發出脈動的恆星。
天文學家們推斷,此些脈動是該恆星形成炙熱白矮星後逐漸冷卻時,於其碳外包層中的變化所引起的。因於該恆星外層中,離子化的碳原子恢復中性狀態,而引發此些脈衝。
此些天文學家表示,該恆星的變化也可能另有原因,因而需進一步的研究。不管任何可能性,研究此些恆星能闡釋,恆星剝掉氫氣及氦氣表層而裸露其碳內部的未知過程。
原文網址:
http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=111513&org=olpa&from=news
翻譯:peregrine