光超巨星揭示了一个缺失的进化阶段

艺术家对已发现的巨大双星系统的印象，该系统由背景中的一颗剥离星和前景中的一颗Be星组成。虽然被剥离的恒星看起来更大，但在它的外壳被剥离后，它只剩下3个太阳质量。前景中的恒星获得了大量的质量，现在正在快速旋转，形成了扁圆形和周围的圆盘。鸣谢:Elisa sch sser/Ramachandran博士和Sander博士小组的博士生

（神秘的地球uux.cn）据天文学和天体物理学：来自海德堡大学(ZAH)天文中心的Varsha Ramachandran博士和她的同事发现了第一颗中等质量的“剥离”恒星。这一发现标志着我们在恒星向合并中子星系统演化的过程中缺失的一环，这对我们理解银和金等重元素的起源至关重要。Ramachandran博士是ZAH天文研究所Andreas Sander博士研究小组的博士后。这些结果现在发表在《天文学和天体物理学》上。

研究小组发现了长期预测但尚未证实的中等质量剥离恒星群体的第一个代表。“剥离恒星”是指失去了大部分外层的恒星，露出了热而致密的富含氦的内核，这是氢核聚变成氦的结果。这些被剥离的恒星大多是在双星系统中形成的，其中一颗恒星的强大引力从其伴星剥离并吸积物质。

很长一段时间以来，天体物理学家都知道低质量的剥离恒星，被称为亚矮星，以及它们的大质量表亲，被称为沃夫-瑞叶星。但到目前为止，他们从未能够找到任何所谓的“中等质量剥离恒星”，这提出了我们的基本理论图景是否需要重大修改的问题。

Ramachandran博士和她的同事们通过使用智利欧洲南方天文台的超大型望远镜VLT的高分辨率光谱设备来观测高温和明亮的恒星，在一颗高温大质量恒星的光谱中发现了可疑的信号，此前这颗恒星被归类为单一物体。对光谱的详细研究表明，该物体不是一颗单一的恒星，而是一个双星系统，由中等质量的剥离星和一颗快速旋转的伴星组成，这是一颗所谓的Be星，通过从剥离星的前身吸积质量而旋转起来。

该系统位于邻近的矮星系小麦哲伦云(SMC)中。与我们银河系中的大质量恒星相比，这个星系中的恒星具有较低丰度的较重元素，天体物理学家简单地称之为“金属”。因此，SMC中贫金属的大质量恒星充当了我们银河系过去和宇宙化学演化的窗口。

新发现的大质量双星系统向双中子星合并事件演化的示意图。一颗剥去外壳的超新星出现在中间，随后是一颗Be X射线双星。信贷:ZAH瓦尔沙·拉马钱德兰/阿里

Ramachandran博士在印度完成了她的本科学业，之后前往德国波茨坦攻读博士学位。自2021年9月以来，她一直在ZAH/阿里工作。“通过我们的发现，我们证明了长期缺失的这类恒星群确实存在。但我们的发现也表明，它们看起来可能与我们预期的非常不同，”Ramachandran博士解释道，并补充说，这些恒星并没有完全失去外层，而是在其氦核顶部保留了少量但足够的氢，这使它们看起来比实际更大更冷。

“因此，我们称它们为‘部分剥离恒星’，”她补充道。安德烈亚斯·桑德博士指出，它们残留的氢是一种伪装。“部分剥离的恒星看起来与正常的、未剥离的热恒星非常相似，因此基本上隐藏在普通的视线中。只有高分辨率数据结合仔细的光谱分析和详细的计算机模型才能揭示它们的真实性质。”

毫不奇怪，他们逃避侦查这么久了。“这颗恒星的特别之处在于它的质量:比我们的太阳大几倍可能看起来很多，但对于它蓝色的超巨星外观来说，这是非常轻的，”研究小组负责人解释道。

Jakub Klencki博士是欧洲南方天文台(ESO)的独立研究员，也是各自研究论文的共同作者，他解释说，新发现的系统是连接几个不同“物种”的外来物体的进化链中的关键一环。“我们的恒星演化模型预测，从现在起大约100万年后，被剥离的恒星将爆发为所谓的剥离包层超新星，留下中子星残骸，”克伦基博士说。

Ramachandran博士和她的同事的发现标志着迄今为止在一个缺乏金属的星系中发现的第一颗这样的剥离恒星。如果双星在超新星爆炸中幸存下来，那么两颗恒星的作用将会反转:然后，Be星伴星将会向中子星吸积体贡献质量，成为所谓的Be X射线双星。

这种迷人的系统被认为是双中子星合并事件的前身，可能是迄今为止观察到的最伟大的宇宙奇观，也是银或金等化学元素的起源。理解它们的形成路径是现代天体物理学的主要挑战之一，对中间演化阶段的观测对于实现这一点至关重要。

Ramachandran博士总结道:“我们的发现为这个难题增加了一个重要部分，首次直接限制了质量转移进化如何在如此巨大的恒星系统中进行。”