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2014-03-13 VLTI發現最大的黃特超巨星是個奇特的密近雙星系統

 
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The field around yellow hypergiant star HR 5171. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2  法國尼斯蔚藍海岸天文臺(Observatoire de la Côte d'Azur)天文學家Olivier Chesneau等人,利用歐南天文台(ESO)位在智利的超大望遠鏡干涉儀(Very Large Telescope Interferometer,VLTI)捕捉到迄今已知最大的黃色恆星HR 5171 A;這項耗時6年的觀測,聯合一些業餘觀測成果,顯示這顆罕見而顯著的恆星正快速變動中,正處在其生命期內一個非常短暫的階段內。這項觀測彰顯了研究龐大但短命的黃特超巨星的重要性,也可讓天文學家進一步瞭解大質量恆星的演化過程。

  HR 5171 A位在半人馬座方向,又編號為V766 Cen、HD 119796或HIP 67261。它是迄今已知最大的黃特超巨星(yellow hypergiant),也是迄今已知最大的10顆恆星之一,直徑達太陽的1300倍,比大家熟知紅超巨星(red supergiant)參宿四還大50%;而這樣的大小,比天文學家們原本預期的400~700倍太陽直徑還大很多。此外,這顆龐大的恆星怪獸所發出的亮度,比我們的太陽還亮100萬倍左右。

Artist impression of the yellow hypergiant star HR 5171. Credit: ESO  超大望遠鏡干涉儀由數座獨立的望遠鏡聯合組成,合成後相當於有效口徑140米的巨型望遠鏡,解析力相當驚人。而根據最新的VLTI觀測結果,聯合其他大型望遠鏡和業餘愛好者的觀測結果,Chesneau等人發現HR 5171 A是一個密接雙星系統的成員,其伴星B距離主星A非常近,近到兩顆恆星外層大氣已互相碰觸,使這對雙星看起來像是巨大的花生一樣;這個結果讓天文學家們相當訝異。

  黃特超巨星非常罕見,到目前為止,在我們銀河系中只找到約12顆左右,其中最著名的是仙后座Rho星(Rho Cassiopeiae)。黃特超巨星全都在迄今已知最大、最亮的恆星之列,而且它們恰處在一生中一個非常不穩定的階段,變動非常快速。由於這個不穩定性,黃特超巨星會向外拋出物質,在恆星周圍形成一個龐大而向外延伸的大氣層。

  雖然H 5171A遠在12,000光年外,亮度仍達6.10等~7.30等,因此肉眼僅需透過小望遠鏡就可以觀察到這個天體。自發現之後到現今這40年來,H 5171A愈來愈大,表面溫度則隨著體積瘋長而快速降低,變化相當劇烈,天文學家恰好目睹了一個活生生的演化景象,不若一般恆星,似乎跨越幾億年、幾十億年都沒什麼變動。到目前為止,天文學家們只捕捉到極少數恰處在這個極短階段的恆星。

  分析H 5717A的亮度變化資料後,這些天文學家確認這顆恆星不僅處在劇烈變動的階段,而且還是個食雙星系統,即每當小一點的伴星行經H 5171A前方或後方時,會被遮蔽主星A或被主星A遮蔽。從光變曲線估算,這對雙星互繞週期約為1300天,而伴星B的表面溫度約攝氏5000度,僅比A稍高一些。且由於兩顆恆星的距離近到大氣已互相碰觸,伴星B必然會影響主星A的未來命運,例如:奪走A的外層大氣物質,如此一來,不僅改變了A的演化結果,連B自己本身的演化也會受到影響。

資料來源:http://www.eso.org/public/news/eso1409/, 2014.03.12, KLC

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