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天文学家解决红巨星“又老又年轻”的年龄悖论

少儿编程网2019-07-09 10:55:30科普文章 人已围观 来源:科普中国

简介一个国际研究团队最近发现,一批此前被认为“又老又年轻”的红巨星实际上非常古老,年轻只是复杂演化过程导致的假象。  红巨星是老年阶段的恒星,体积巨大,表面由于温度降低而呈现红色。2015年,天文学家发现了几颗特殊的红巨星,极低的铁含量意味着它们非常古老,但巨大的质量又显示它们尚在壮年,两种方法推算出的年龄相差40亿年。  德国马克斯·普朗克太阳系研究所日前发表的新闻公报说,为了解决这个“年龄悖论”,

一个国际研究团队最近发现,一批此前被认为“又老又年轻”的红巨星实际上非常古老,年轻只是复杂演化过程导致的假象。

红巨星是老年阶段的恒星,体积巨大,表面由于温度降低而呈现红色。2015年,天文学家发现了几颗特殊的红巨星,极低的铁含量意味着它们非常古老,但巨大的质量又显示它们尚在壮年,两种方法推算出的年龄相差40亿年。

德国马克斯·普朗克太阳系研究所日前发表的新闻公报说,为了解决这个“年龄悖论”,该所人员与国际同行详细分析了这些红巨星表面碳、氧、氮等元素的丰度,发现符合古老恒星的特征。

恒星刚刚开始衰老、从太阳这样的主序星变成红巨星时,其运作机制会发生变化,导致内部核反应生成的碳、氧和氮翻腾到表面,具体数量与恒星的质量和温度有关。光谱分析显示,这批红巨星表面碳、氧和氮丰度特征是质量较小、年龄古老的恒星才应该有的。

研究小组在英国《皇家天文学会月刊》上发表论文说,这意味着有“年龄悖论”的红巨星的确很古老,与根据铁元素丰度推算的结论一致。它们之所以质量巨大,应该是变成红巨星之后通过吞噬伴星等方式“长胖”了。

宇宙诞生之初只有氢、氦和微量的锂,铁等重元素要靠恒星热核反应生成并缓慢积累。年轻恒星会从死亡的前代恒星那里继承重元素,所以铁含量比古老恒星要高。另外,恒星质量越大,燃烧得越快、寿命越短,大质量通常表示恒星很年轻,但前提是没有其他因素导致质量发生变化。


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