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英国利兹大学(University of Leeds)天文学家Evgenia Koumpia等人,透过欧南天文台(eso)超大望远镜干涉仪(Very Large Telescope Interferometer,VLTI)与PIONIER高解析相机进行观测,发现迄今已知最靠近的大质量年轻双星系统,主星编号PDS 27,质量至少是太阳的10倍以上,距离约8000光年,而其伴星离主星仅约30AU远,相当于45亿公里;换言之,如果将PDS 27放在太阳的位置,那么伴星大约在海王星轨道处。此外,Koumpia等人等人还发现另一对年轻大质量双星PDS 37,双子星之间相距约42~54AU,约比太阳到冥王星的距离(~40AU)大一些。这些大质量年轻双星的发现,可做为天文学家测试大质量双星形成理论的天然实验室。
艺术家笔下的双星系统形成过程想像画。Credit: B. Saxton,NRAO/AUI/NSF
由于大质量恒星寿命大都仅有短短的数百万年,很快就演化到超新星爆炸阶段而消失在大众视野中,因此天空中已知的年轻大质量恒星不够多,从而限制了天文学家对年轻大质量恒星形成理论的认知,也导致现行对于大质量双星形成的早期阶段的争议颇多。有趣的是,绝大多数大质量恒星都在双星系统或多星系统中,但天文学家也不清楚为何大质量恒星很少单独存在。
然而,大质量恒星的强烈恒星风和辐射,甚至最后发生的超新星爆炸,都对周遭环境有深远影响,可能影响其他恒星的形成甚或所在宿主星系的整理发展。大质量恒星的演化和最终命运却相当复杂,受到双星本身的特性影响颇大。而本研究提及的近距大质量年轻双星的发现,或许能解决有关大质量双星形成过程的许多争议。
VLTI是由4座口径8.2米单元望远镜所组合成的望远镜数组,当它们联合观测时,相当于一座口径130米的单一望远镜,因此可取得空间分辨率极高的天体信息。
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