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宇宙中的大多数恒星都是成对出现的。虽然我们的太阳是孤独的，但许多像太阳一样的恒星也围绕着类似的恒星运行，而宇宙中还散布着许多其他奇特的恒星和宇宙球体配对。例如，黑洞经常被发现相互绕行。有一种配对已被证明非常罕见，那就是类太阳恒星和一种被称为中子星的死星之间的配对。
现在，由加州理工学院的 Kareem El-Badry 领导的天文学家发现了 21 颗中子星，它们围绕着类似太阳的恒星运行。中子星是爆炸后大质量恒星的致密燃烧核心。它们本身非常暗淡，通常无法直接探测到。但当中子星围绕类似太阳的恒星运行时，它会拖拽其伴星，导致恒星在天空中来回移动。利用欧洲航天局的盖亚任务，天文学家能够捕捉到这些明显的摆动，从而揭示出一组新的暗中子星。
加州理工学院天文学助理教授、德国马克斯普朗克天文研究所兼职科学家埃尔巴德里说：“盖亚正在连续扫描天空并测量超过十亿颗恒星的摆动，因此找到甚至非常罕见的物体的几率很大。”
这项新研究由来自世界各地的合作者团队共同完成，发表在《天体物理学开放期刊》上。来自几台地面望远镜的数据，包括位于夏威夷莫纳克亚山的 WM 凯克天文台、智利的拉西拉天文台和亚利桑那州的惠普尔天文台，都被用来跟踪盖亚的观测，并进一步了解隐藏中子星的质量和轨道。
虽然之前曾发现中子星围绕类似太阳的恒星运行，但这些系统都更为紧凑。由于两颗天体之间的距离很小，中子星（比类太阳恒星重）可以从其伴星那里窃取质量。这种质量转移过程使中子星在 X 射线或无线电波长下发出明亮的光芒。相比之下，新研究中的中子星距离其伴星要远得多——大约是地球与太阳之间距离的 1 到 3 倍。
这意味着新发现的恒星残骸距离其同伴太远，无法从其同伴那里窃取物质。它们反而是安静而黑暗的。“这是第一颗纯粹由于引力效应而发现的中子星，”El-Badry 说。
这一发现有些令人惊讶，因为尚不清楚爆炸的恒星是如何来到像太阳这样的恒星旁边的。
“我们仍然没有一个完整的模型来解释这些双星是如何形成的，”El-Badry 解释道。“原则上，中子星的前身应该已经变得巨大，并在其后期演化过程中与太阳型恒星相互作用。”这颗巨大的恒星会撞击小恒星，很可能暂时吞噬它。后来，中子星的前身会以超新星的形式爆炸，根据模型，这应该会解开双星系统的束缚，使中子星和太阳型恒星向相反的方向倾斜。
他说：“这些新系统的发现表明，至少有一些双星能够在这些剧烈的过程中幸存下来，尽管模型还不能完全解释为什么会这样。”
盖亚之所以能够找到这些不太可能的伴星，是因为它们的轨道很宽，周期很长（类似太阳的恒星围绕中子星运行的周期为六个月到三年）。
“如果天体距离太近，摆动就会太小而无法探测到，”El-Badry 说。“有了盖亚，我们对更宽的轨道更加敏感。”盖亚对相对较近的双星也最为敏感。大多数新发现的系统位于距离地球 3,000 光年以内——与直径 100,000 光年的银河系相比，这个距离相对较小。
新的观测结果还表明这种配对是多么罕见。“我们估计，大约一百万颗太阳型恒星中，有一颗在宽轨道上围绕中子星运行，”他指出。
埃尔-巴德里还对寻找围绕类太阳恒星运行的未观测到的休眠黑洞很感兴趣。利用盖亚数据，他发现了两个隐藏在我们银河系中的安静黑洞。其中一个被称为盖亚 BH1，是已知距离地球最近的黑洞，距离地球 1,600 光年。
“我们也不确定这些黑洞双星是如何形成的，”El-Badry 说。“我们的双星演化模型显然存在漏洞。找到更多这样的暗黑伴星，并将它们的数量统计数据与不同模型的预测进行比较，将有助于我们拼凑出它们是如何形成的。”
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发表于 2024-7-17 15:36:25