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天文學家解決紅巨星“又老又年輕”的年齡悖論

作者: 編輯:劉詩雅 來源:光明網 發布時間:2019-07-03 10:17:22
 

  新華社北京7月2日電一個國際研究團隊最近發現,一批此前被認為“又老又年輕”的紅巨星實際上非常古老,年輕只是復雜演化過程導致的假象。


  紅巨星是老年階段的恒星,體積巨大,表面由于溫度降低而呈現紅色。2015年,天文學家發現了幾顆特殊的紅巨星,極低的鐵含量意味著它們非常古老,但巨大的質量又顯示它們尚在壯年,兩種方法推算出的年齡相差40億年。


  德國馬克斯·普朗克太陽系研究所日前發表的新聞公報說,為了解決這個“年齡悖論”,該所人員與國際同行詳細分析了這些紅巨星表面碳、氧、氮等元素的豐度,發現符合古老恒星的特征。


  恒星剛剛開始衰老、從太陽這樣的主序星變成紅巨星時,其運作機制會發生變化,導致內部核反應生成的碳、氧和氮翻騰到表面,具體數量與恒星的質量和溫度有關。光譜分析顯示,這批紅巨星表面碳、氧和氮豐度特征是質量較小、年齡古老的恒星才應該有的。


  研究小組在英國《皇家天文學會月刊》上發表論文說,這意味著有“年齡悖論”的紅巨星的確很古老,與根據鐵元素豐度推算的結論一致。它們之所以質量巨大,應該是變成紅巨星之后通過吞噬伴星等方式“長胖”了。


  宇宙誕生之初只有氫、氦和微量的鋰,鐵等重元素要靠恒星熱核反應生成并緩慢積累。年輕恒星會從死亡的前代恒星那里繼承重元素,所以鐵含量比古老恒星要高。另外,恒星質量越大,燃燒得越快、壽命越短,大質量通常表示恒星很年輕,但前提是沒有其他因素導致質量發生變化。

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