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从中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站获悉,该站研究人员获得一项重要天文发现——在国际上首次直接观测到主序星结束主序阶段,进入“拐点阶段”时遵循角动量守恒的证据,在此基础上发现样本存在角动量年龄关系,这一发现为揭示银河系的形成与演化历史开辟了新的研究途径。
研究团队特别研究助理申淯夫介绍,太阳等依靠核心氢聚变提供能量的恒星被称为主序星。当核心氢燃料不足以维持稳定燃烧时,恒星会离开主序,在颜色亮度图上快速向右上方拐弯,这一关键过渡期被称为“拐点阶段”,是主序阶段向巨星阶段演化的中间阶段。
申淯夫解释:“大家对‘拐点’可能比较陌生,但对太阳会变成巨星吞没地球也许并不陌生,电影《流浪地球》就是基于此进行创作的。实际上,太阳变为巨星是一个过程,刚开始膨胀时就是拐点,就是太阳最稳定的阶段过去,开始向巨星发展。”
进入“拐点阶段”后,恒星半径会发生突变。由于角动量守恒,其自转速度会相应减慢,就像芭蕾舞演员通过收缩和舒展双臂调节自身旋转速度一样。申淯夫说:“角动量守恒这一概念在生活中并不少见,如骑自行车不倒、陀螺稳定旋转等都是角动量守恒的体现。”申淯夫形象地将恒星结束主序称为“退休”,把半径突变却保持角动量守恒的现象称为“独舞”。
基于恒星在“退休”前后,即结束主序进入“拐点阶段”和角动量守恒的现象,研究团队首次提出证实:对于质量超过特定质量阈值、低于约2倍太阳质量的恒星,由于保持了其诞生时的角动量,此类恒星就如同宇宙中的活化石,其自转角动量反映出其诞生时星系历史上分子云的属性信息。
恒星在“退休”时的“独舞”,再次证明了物理定律在小尺度、大尺度、地球附近以及远离地球的宇宙各个位置都发挥着作用。通过研究此类恒星样本,科学家得以追溯银河系漫长历史中分子云的演化规律,为揭示银河系的形成与演化历史开辟了新的研究途径。
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