天文学家解决红巨星“又老又年轻”的年龄悖论

  天文学家解决红巨星“又老又年轻”的年龄悖论

  新华社北京7月2日电 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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