恒星的近距离交会
    


[图片说明]:NGC 6266,版权:NASA/CXC/MIT/D.Pooley et al.;NGC 7099,版权:NASA/CXC/UIn/H.Cohn & P.Lugger et al.。

  NASA的钱德拉X射线天文台发现,球状星团中恒星的近距离交会会形成X射线双星系统。这些X射线双星系统有着与球状星团以外X射线双星系统不同的形成过程,而且会对球状星团的演化产生深远的影响。

  一个由麻省理工学院的天文学家David Pooley领导的科学家小组利用钱德拉X射线天文台对X射线源出众的定位和分辨能力,确定了银河系中12个球状星团中的X射线源的数量。其中绝大部分是包含有坍缩星(例如,中子星或者白矮星,它们正从它们的类太阳伴星处获得物质)的双星体统。

  “我们发现球状星团中X射线源的数量直接与这个星团中的交会率相关,”Pooley说,“我们的结论是这些双星是由于交会而形成的。这并不是X射线双星自然形成的过程。”

  哈佛史密松天体物理中心的天文学家Craig Heinke也进行了类似的研究,他的结论与Pooley一致,而且他发现这些X射线双星系统中大约有10%含有中子星。这些中子星中的大部分通常都很平静,它们现在处于活跃期的时间小于整个活跃期的10%。


[图片说明]:NGC 7099。

  球状星团是一个由成百上千甚至上百万的恒星所组成的球形集团。球状星团通常的直径大约是100光年而其中恒星的间距一般只有1/10光年。与之形成对比的是,距离太阳最近的恒星比邻星到太阳的距离是4.2光年。

  由于恒星间的距离如此之近,球状星团中恒星的相互作用就会频繁发生。这些恒星尽管很少发生直接的碰撞,但是由于它们彼此靠得太近通常就会形成双星系统,或者通过复杂的过程原有双星系统中的子星会被新的恒星所代替。观测数据显示在宇宙中的球状星团中每天都会形成一个X射线双星系统。

  70年代,NASA的“乌呼鲁”X射线卫星观测显示球状星团有着与银河系相比不成比例的大量X射线源。通常情况下,在十亿颗恒星中只有一颗恒星是属于双星系统的中子星,而在球状星团中这一比例大约是百万分之一。

  现在的研究证实了早先的猜测,由于球状星团中恒星过于“拥挤”,这会使得X射线双星系统形成的概率大幅度提高。通过三星交换碰撞过程和潮汐俘获过程,球状星团中X射线源的数量会成千倍的提高。


[图片说明]:杜鹃座47。

  在三星交换碰撞过程中,一颗单独的中子星与一个拥有普通恒星的双星系统发生引力交会。中子星的强大引力会诱使原来双星体中质量较大的恒星“交换伴星”,进而抛弃质量较小的恒星,并且与中子星组成双星系统。

  同时,中子星也可以和一颗单独的普通恒星发生引力交会,在这一过程中中子星的强大引力会盖过普通恒星的引力。在这一过程中损失的能量使得普通恒星无法逃脱中子星引力对它的控制,这被称为潮汐俘获。

  “为了解释这一长期以来的谜团,钱德拉的观测数据为我们进一步了解球状星团的演化提供了一个机会,”Heinke说,“例如,在密近双星形成过程中释放出的能量可以使得球状星团的中心部分免于坍缩成一个大质量黑洞。”

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出自:CXC Press Release
发布日期:2003-07-30

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