天文学家观察到一种新的双星类型

2024-05-08 08:29

1. 天文学家观察到一种新的双星类型

  哈佛大学天体物理学中心和史密森学会的研究人员观察到一种长期以来被认为存在的新型双子星。 这一发现最终证实了宇宙中一种罕见的恒星类型是如何形成和演变的。于本月出版的《Monthly Notices of the Royal Astronmoical Society》中描述了这一类新的恒星,它由博士后Kareem El-Badry利用加利福尼亚利克天文台的谢恩望远镜和来自几个天文观测的数据发现的。
      El-Badry说道:“我们已经观察到了过渡性双星新群体的第一个物理证据。这很令人兴奋;这是我们一直在寻找的双星形成模型中缺失的进化环节。”
    一种新的恒星类型 
   当一颗恒星死亡时,它有97%的可能性会变成白矮星。而白矮星是一个小型的密集天体,其在燃烧完所有的燃料后收缩并变暗。
   但在罕见的情况下,一颗恒星可以成为极低质量(ELM)的白矮星。这些恒星的质量不到太阳的三分之一,这提出了一个难题:如果恒星演化计算正确的话,那么所有ELM白矮星的年龄似乎都超过了138亿年--比宇宙本身的年龄还要大,而这在物理上是不可行的。
   天体物理中心理论和计算研究所的成员El-Badry指出:“宇宙的年龄根本不足以通过正常的进化来制造这些恒星。”
   多年来,天文学家已经得出结论,ELM白矮星形成的唯一途径是在一个双胞胎伴侣的帮助下。来自附近伴星的引力可以迅速(至少在不到138亿年的时间里)吞噬一颗恒星,直到它成为一个ELM白矮星。
   但这种情况的证据并不是万无一失的。
   天文学家已经观察到像我们太阳这样的正常大质量恒星吸积到白矮星上--这就是所谓的灾难性变数。他们还观察到ELM白矮星跟正常白矮星的同伴。然而他们没有观察到演化的过渡阶段或者说中间的转变:即恒星失去了大部分质量,几乎收缩为ELM白矮星之时。
    一个缺失的进化环节 
   El-Badry经常把恒星天文学比作19世纪的动物学。“你走到丛林里,找到一个生物体。你描述它有多大,有多重--然后你再去找其他的生物体,你看到所有这些不同类型的物体并需要把它们的联系拼凑起来。”
   2020年,El-Badry决定回到丛林中寻找长期以来让科学家们难以捉摸的恒星:ELM前白矮星(也被称为进化的激变变星)。
   通过利用ESA发射的天基观测站盖亚的新数据以及加州理工学院的Zwicky瞬变设施,El-Badry将10亿颗恒星缩小到50个潜在的候选者。
   这位天文学家强调了来自天文调查的公共数据对其工作的重要性。“如果不是像兹威基瞬变设施和盖亚这样的项目,代表着数百人在幕后的大量工作--这项工作是不可能的。”
   El-Badry随后对其中的21颗恒星进行了密切观察。
   这个选择策略奏效了。他说道:“百分之百的候选者都是我们一直在寻找的这些前ELMs。它们比ELMs更加膨大和臃肿。同时,它们也是蛋形的,因为其他恒星的引力扭曲了它们的球形形状。”
   “我们发现了两类双星--激变变星和ELM白矮星--之间的进化联系,并且我们发现了相当数量的双星,”El-Badry补充道。
   其中13颗恒星有迹象表明它们仍在向它们的同伴损失质量,而8颗恒星似乎不再损失质量。它们中的每一个在温度上也都比以前观察到的激变变星要热。
   El-Badry计划继续研究前ELM白矮星并可能对他之前发现的其他29颗候选星进行跟踪研究。
   就像现代人类学家在填补人类进化的空白一样,他对简单的科学所能产生的丰富多样的恒星感到惊奇。

天文学家观察到一种新的双星类型

2. 天文学家经过用天文望远镜的长期观测,在宇宙中发现了许多“双星”系统,所谓“双星”系统是指由两个星体

(1)双星均绕它们的连线的中点做圆周运动,万有引力提供向心力得:Gm2L2=m4π2T20?L2解得:T0=πL2LGm.(2)根据观测结果,星体的运动周期T=1NT0<T0这种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的,均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量m',位于中点O处的质点的作用相同.则有:Gm2L2+Gmm′(L2)2=m4π2T2?L2解得:T=πL2LG(m+4m′)所以:m′=N?14m设所求暗物质的密度为ρ,则有:43π(L2)3ρ=N?14m解得:ρ=3(N?1)m2πL3答:(1)该双星系统的运动周期T0为πL2LGm;(2)该双星系统中的这种暗物的密度为3(N?1)m2πL3.

3. 求解一些天文双星方面的问题,有关一些简单的模型。

楼主大概意思明白了,我的想法如下:
1,两颗行星的运动轨迹。
两颗相互环绕运行的行星,用文字来叙述运行轨迹的话,可能是这样的:恒星是中心点1,两颗行星相对恒星做着围绕旋转运动。而这两颗行星同时也是以它们之间距离的中心点2为中心做着围绕旋转运动。这两颗行星的位置是相对称的,两颗行星间始终保持着不变的距离。
2,对两颗行星的要求。
两颗行星的自身引力几乎相同,两颗行星的星体大小也许不同,但也可能完全相同。
3,目前地球人掌握的知识是:决定存在生命的行星前提是具有稳定的大气压,液态的水,一颗稳定的恒星,安全的行星运行空间。现在唯一不能确定的是,当两颗行星运行到离恒星最远和最近距离的时候,在行星上的水是否会发生冰冻或急剧蒸发并消失?行星上的温度是否适合生命体存活繁衍?
现在我们如果要得出可行的结论的话,只能这样设想:A行星直径+B行星直径+AB行星之间距离=地球直径
(两颗行星体积大小一样时)也许可以这样设想,如果这两颗行星密度与地球类似,但自身体积却是地球的1/3,两颗行星间的距离是地球直径的1/3,那么恒星影响到两颗行星的温度变化就会变得非常小。如果这句话换成这样也许更能理解:把地球体积分成3份,两颗行星各占一份,两颗行星之间距离占一份。这样的前提下,两颗行星相互间的运动就不会造成对生命体的危害了。
那么靠的这样近,会不会造成行星上液态水的迅速流动呢?答案是肯定的。但为了确保两颗行星上都同时拥有生命,我们可以这样设想:这两颗行星自身的引力比较小,这两颗行星上的表面液态水并不多,汽化水也许占主要部分。这两颗行星大部分表面都是在薄薄的雾气中,而太阳光时不时会射穿薄雾照射在行星表面上以供植物进行光合作用。(蘑菇星球?)
两颗行星上所能看见的‘日食’‘月食’的周期时间是一样的。两颗行星上的季节时间是完全相反的。
(两颗行星体积大小不一样时)
假设一颗行星是另一颗的N倍大,但小的行星的密度较高,自身引力与大的行星一样。两颗行星在做相互围绕运动的时候,大行星的体表液态水会出现地球一样的潮汐,而小行星上的液态水也一样,但由于小行星的体积过小,这样的潮汐也许会很频繁,陆地的存在只是一眨眼的工夫罢了,除非小行星上有几座像珠穆朗玛峰一样高的高原才有可能存在事实上的岛屿,不然陆地都是些礁盘罢了。

求解一些天文双星方面的问题,有关一些简单的模型。

4. 求解一些天文双星方面的问题,有关一些简单的模型。

这种系统是有的。在太阳系里就有!冥王星和卡戎就是这样一对。尽管它俩按现在的划分为矮行星。但这只是人为划分而已。与大行星并没有本质区别。
 
这样的系统对两颗行星的要求很简单。就是这个系统的质心(质量中心)不在任何一颗行星内,而在两颗行星的连线上。符合这条件就是双星系统。否则就是行卫系统。由此可见,月亮之所以是卫星。就是因为它与地球算在一起的质心在地球内部。如果月亮再大点。使这个质心离开了地球表面,哪怕一点点。那它与地球就是互相环绕的双行星系统了。
 
它们以这样的方式互相环绕与有没有生命好像没有什么必然联系。有无生命的关键还是看这个天体上有没有液体。与运行方式没有什么关系。我们知道地球上有生命。而目前天文学界认为太阳系中另外最可能有希望存在生命的倒不是行星。而是那些土星和木星的大卫星。既然科学家认为卫星上也可能存在生命。那么卫星大点(双行星的本质不就是卫星大点?)当然也可能存在生命。
 
这两颗星上应该没有特定的天文地理现象。比如潮汐,还是要看这两颗星有多大。双星只要求它俩质量相差较小。并没有限定绝对大小。比如象冥王星那样,一颗比月亮大点,一颗比月亮小点。那么大的一颗上潮汐应该比我们小;小的一颗潮汐应该比我们大。