天文学家发现了一个双星系统，它拥有迄今为止所测量到距离最近的大质量年轻恒星，这为检验大质量双星形成理论提供了一个有价值的“实验室”。
利兹大学领导的一个国际研究小组已经确定，这颗年轻的大质量恒星PDS 27与其轨道上伴星之间的距离仅为30个天文单位，即45亿公里。这大约是太阳和海王星之间的距离，使它们成为双星系统中年轻大质量恒星所确定的最接近恒星伴侣。双星系统是一个有两颗恒星围绕质心运行的恒星系统。利兹大学物理与天文学院的Evgenia Koumpia博士说：这是一个非常令人兴奋的发现。
博科园-科学科普：在大质量双星形成早期阶段进行观测和模拟是现代天文学的主要难题之一。随着PDS 27及其伴星的出现，现在已经发现了距离我们最近、质量最大的年轻恒星，它们位于双星系统中。在图上的空间里缺少已知年轻大质量双星系统。大质量恒星的寿命相对较短，在几百万年的时间里就会燃烧殆尽，并以超新星的形式爆发，这使得它们很难被发现。这限制了天文学家检测这些恒星形成理论的能力。作为研究的一部分，研究小组还发现了另一颗年轻大质量恒星的伴星PDS 37。分析显示PDS 37和伴星直接的距离在42到54个天文单位之间——相当于太阳和冥王星之间的距离。
双星通过盘状碎片形成始于年轻恒星周围环绕着一个由气体和尘埃组成的旋转盘。磁盘碎片，在磁盘内形成第二颗星，被它自己的磁盘包围，这两颗星形成一对轨道。图片：B. Saxton, NRAO/AUI/NSF
尽管它与PDS 27及其伴星相距遥远，但考虑到天文学研究中需要确认巨大的年轻恒星双星，这仍然是一个重大的发现。这些双星系统是如何形成的，这是一个颇有争议的问题，已经提出了一些理论。对早期双星的观测研究对于验证双星形成的理论至关重要。PDS 27和PDS 37是稀有而重要的实验室，它们可以帮助提供和测试关于高质量双星形成的理论。PDS 27的质量至少是太阳的10倍，距离地球约8000光年。为了确定PDS 27和PDS 37是否存在伴星，研究小组使用了欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪(VLTI)上的piier仪器提供的最高空间分辨率。
质量观测(背景图像)在2003年揭示了一个高度发红的源，表明PDS 27具有巨大的年轻性质。在VLTI上piier提供了高分辨率，使其有可能在2019年首次将PDS 27解析为一个双星系统。图片：University of Leeds
这个仪器结合了来自四个望远镜的光束，每个直径8.2米，模拟了一个直径130米的望远镜。由此产生的高空间分辨率使该团队能够解决如此接近的双星系统，尽管它们与我们相距遥远，而且彼此非常接近。研究报告的合著者、利兹大学物理与天文学院的Rene Oudmaijer教授说：下一个大问题是，由于观测困难，到目前为止一直回避这个问题——为什么这么多大质量恒星位于双星系统中？天文学家越来越清楚地认识到，大质量恒星几乎从来不是单独诞生的，至少有一个兄弟姐妹相伴，但这种情况的原因仍然相当模糊。
四个VLT望远镜作为一个整体工作。图片：University of Leeds
大质量恒星对它们的宇宙环境有着重要影响。它们所产生的恒星风、能量和超新星爆炸反过来会影响其他恒星和星系的形成。大质量恒星的演化和命运相当复杂，但以往的研究表明，它们的双星特性在很大程度上可以影响它们。大质量年轻双星的发现为我们解答关于这些恒星许多问题提供了关键的一步。多亏VLTI上的精密仪器所提供的强大的分辨率，这些发现才成为可能，这项研究发表在《天文学和天体物理学》期刊上。
博科园-科学科普｜研究/来自:利兹大学
参考期刊文献:《天文学和天体物理学》
DOI: 10.1051/0004-6361/201834624
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