一项长达十年的夜空调查揭示了一种神秘的新型恒星,天文学家将其称为“老烟民”。

这些以前隐藏的恒星物体是位于银河系中心附近的老化巨星。这些恒星几十年不活跃,逐渐消退,直到几乎看不见,然后喷出烟雾和尘埃云,天文学家认为它们可以在宇宙中分配元素方面发挥作用。

1月25日发表在《皇家天文学会月刊》上的四项研究详细介绍了这些观测结果。

天文学家在这项调查中首次观察到了这些老烟囱星,这项调查涉及在人眼看不见的红外光下监测近十亿颗恒星。这些观测是通过可见光和红外巡天望远镜进行的,该望远镜位于智利安第斯山脉高处的帕拉纳尔山天文台的有利位置。

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该团队的最初目标是寻找新生恒星,这些恒星在可见光下很难被发现,因为它们被银河系中的尘埃和气体遮挡。但红外光可以穿透星系中高浓度的尘埃,从而发现隐藏或微弱的物体。

赫特福德郡大学天体物理学教授菲利普·卢卡斯说,虽然三分之二的恒星很容易分类,但其余的则更困难,因此该团队使用欧洲南方天文台的甚大望远镜来研究单个恒星。卢卡斯是一项研究的主要作者,也是另外三项研究的合著者。

天文学家在监测数亿颗恒星时,追踪到222颗恒星的亮度发生了明显变化。研究小组确定,其中32颗是新生恒星,亮度至少增加了40倍,有些甚至增加了300倍。很大一部分喷发正在进行中,因此天文学家可以继续监测恒星如何随时间演化。

“我们的主要目标是找到罕见的新生恒星,也称为原恒星,它们正在经历一场可能持续数月、数年甚至数十年的巨大爆发,”美国大学丰德西特博士后研究员郭震博士说,郭是两项研究的主要作者,也是另外两项研究的合著者。

“这些爆发发生在正在形成新太阳系的缓慢旋转的物质盘中。它们帮助中间的新生恒星生长,但使行星更难形成。我们还不明白为什么光盘会变得如此不稳定,”郭说。

在对银河系中心附近恒星的观测中,研究小组发现了21颗红色恒星,它们的光度发生了异常的变化,这让天文学家感到困惑。

“我们不确定这些恒星是否是开始喷发的原恒星,或者是从恒星前面的圆盘或尘埃壳引起的亮度下降中恢复过来的恒星,或者它们是否是在晚期抛出物质的较老的巨恒星。”卢卡斯说。

研究小组重点关注其中七颗恒星,并将他们收集的新数据与之前调查的数据进行比较,以确定这些恒星物体是一种新型的红巨星。

当恒星耗尽核聚变所需的氢并开始死亡时,就会形成红巨星。据美国宇航局称,在大约五六十亿年的时间里,我们的太阳将变成一颗红巨星,随着释放出的物质层而膨胀并可能蒸发太阳系的内行星,尽管地球的命运仍不清楚。

但调查期间发现的星星却有所不同。

智利安德烈斯贝洛大学物理系教授、其中三项研究的合著者但丁·明尼蒂说:“这些年老的恒星静静地坐着数年或数十年,然后以一种完全意想不到的方式喷出烟雾。”一份声明说,“多年来,它们看起来非常暗淡和红色,以至于有时我们根本看不到它们。”

这些恒星主要存在于银河系最里面的核盘中,那里的恒星更集中于重元素,可以帮助人类了解老烟民恒星如何将元素释放到太空中可能会改变天文学家对这些元素在宇宙中分布方式的思考方式。

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天文学家仍在试图了解恒星释放浓烟背后的过程,以及之后会发生什么。

卢卡斯说:“从老恒星中喷射出来的物质在元素的生命周期中发挥着关键作用,有助于形成下一代恒星和行星。这被认为主要发生在一种经过充分研究的恒星类型中,称为米拉变星。然而,发现一种抛射物质的新型恒星可能对核盘和其他星系富含金属区域的重元素扩散具有更广泛的意义。”