V Hydrae 临死时的合成照片。 (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
我们太阳的日子已经屈指可数了。 大约50亿年后,太阳将膨胀成一颗红巨星,在稳定下来成为一颗白矮星之前,它的外层会脱落。
这是大多数类日恒星不可避免的命运,而且这个过程是众所周知的。 但作为一个最近的研究表明,关于垂死的太阳,我们还有一些事情需要了解。
这项最近的研究着眼于一颗名为 V Hydrae 或简称 V Hya 的恒星。 它是一颗距离约 1,300 光年的红巨星,质量与太阳大致相同。 这就是太阳在几十亿年后的样子。
然而,有一些事情使它与我们的主场明星有所不同。
其一,它有一颗伴星。 这颗伴星太微弱,我们无法看到,但根据 V Hya 的运动,我们知道它很可能是一颗红矮星,每 8.5 年绕 V Hya 运行一次。
另一方面,V Hya 似乎正在以一种不寻常的方式死去。
在目前的状态下,V Hya 被归类为米拉变星。 它的亮度每 530 天变化约 1-2 个星等,或多或少。 这是垂死红巨星的典型现象。 当红巨星在核心中融合较重的元素以求生存时,红巨星通常会在核心加热和冷却的驱动下进入振荡期。
更不寻常的是,它也是一颗碳星。 这意味着其核心融合的碳已被挖掘到恒星的大气层中。 因此,当天文学家观察 V Hya 的光谱时,他们发现大量碳的存在。
基本上,明星的气氛非常“乌烟瘴气”。
(ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF))
多于:此处以复合图显示,这些流出环和第六环的扩散弧结构在 12CO 碳同位素发射线中适度可见,并且在 13CO 碳同位素视图中变得清晰可见。
这两个特征相结合使 V Hya 成为无症状巨分支星或 AGB。 大约 90% 的类日恒星在生命末期会进入 AGB 时期。
天文学家普遍认为AGB纪是恒星死亡的一个渐进过程,恒星的外层在大约10万年的时间内脱落。 之后,剩余的核心塌缩成白矮星。 但 V Hya 表明这要么是部分错误,要么有时是错误的。
如果AGB逐渐摆脱其外层,那么我们预计会看到一个不断膨胀的星云,称为[行星状星云](/post/cold-embers/),包围着大多数白矮星。 我们确实看到许多行星状星云是类日恒星的残余物。
但阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测表明,V Hydrae 并没有创造出这样的星云。
相反,它已经摆脱了富含碳的厚环。 在大约 2100 年的时间里,这颗恒星已经喷射出了 6 个光环。
研究小组还观察到从恒星垂直于光环喷射出的气体射流。 这表明V Hya每隔几百年就会经历一次异常活跃的时期,这与常见的AGB模型有很大不同。
与完整的 AGB 时代相比,这段活跃爆发的时期可能很短暂,因此天文学家很幸运能够在这个阶段捕获一颗垂死的恒星。 目前尚不清楚是否大多数 AGB 恒星都经历过如此活跃的时期,或者 V Hya 是否特别不寻常。
为了解开这个谜团,需要对其他垂死的红巨星进行更多的观察。