GD 362的远古恒星

与我们的太阳一样多的钙、镁和铁，而这些较重的元素本该不会出现的。这是完全出乎意料的。尽管我们已经取得了实质性的进展，但还存在着重大的谜团。” 研究小组的科学家们来自于UCLA、卡内基研究所和双子星天文台。这些结果将在下一期的《天体物理杂志（Astrophysical Journal）》中发表。与它们同时发表的，还有由穆克莱明·基里克（Mukremin Kilic）领导的德克萨斯大学科研小组所做的近红外波段补充观测，这是利用莫纳克亚山上的NASA红外望远镜完成的。 “我们已经毫无疑问地证实，这些尘埃从来没有睡过觉！”双子星天文台的宋殷锡（Inseok Song）嘲弄地说，他也是论文的合作者之一。“这些尘埃应该只能存在几百年，然后它就会被引力清扫到恒星上，被恒星大气中的高温蒸发掉。某种东西使这颗恒星很好地贮备了尘埃，使我们在恒星死亡这么久之后，仍然可以检测到它。” “只有极少数的模型可以解释一颗类似的远古恒星周围为什么会存在如此大量的尘埃，”UCLA的物理和天文学教授迈克尔·侏罗（Michael Jura）说，他领导的工作为这颗恒星周围的尘埃环境建立了模型。“我们估计，自从这颗恒星开始垂死挣扎以来，GD 362现在已经冷却了长达50亿年了，在这段时间内，任何尘埃都应该已经完全清除干净了。” 侏罗把尘埃盘比做大家所熟悉的土星光环，认为GD 362周围的尘埃应该是在相当近期内，一颗较大的“母体”太过靠近这颗死亡恒星，被它引力瓦解而产生的结果。 GD 362是一颗白矮星。它代表了一类恒星演化的最终阶段，比如我们的太阳，或者质量更大的恒星，比如这颗白矮星的前身星，它的最初质量约为太阳的七倍。在经历了数百万年的核反应之后，GD 362的核心耗尽了能源，无法再创造出足够的热量来抗衡引力向内的挤压。在经历了一个较短时期的不稳定和质量损失之后，这颗恒星坍缩成了一个白热的残骸。这些遗迹在几十亿年的时间里逐渐冷却，而垂死的残骸也在缓慢地迈向没落。根据它的冷却速率，天文学家们估计GD 362大约已经死亡20亿到50亿年了。 “这么长的时间可以解释为什么那里没有发光气体壳层的痕迹，比如大家所熟知的恒星死亡时抛射物质所形成的行星状星云，”小组成员、双子星天文台的天文学家杰伊·法利赫（Jay Farihi）说。在GD 362的热核反应衰减的时候，它经历了一个较长时期的质量损失，从一颗大约7倍太阳质量的恒星，变到一个只有一倍太阳质量的白矮星前身。尽管全部白矮星中的大约四分之一，它们的大气中都包含有比氢更重的元素，但只有其它一颗白矮星是已知拥有尘埃的。另一颗拥有尘埃的白矮星编号为G29-38，拥有的尘埃密度比GD 362低大约100倍。这项观测是由双子星北座望远镜上的MICHELLE中红外光谱仪完成的。 “这些数据是异常的，”卡内基研究所的爱莉西亚·温伯格（Alycia Weinberger）说。“观测这颗恒星是令人兴奋的！我们能够发现这颗恒星周围的行星系统遗迹，这仅仅是因为双子星望远镜在中红外波段极佳的灵敏度。通常你需要一艘飞船（太空望远镜）才能做得这么好。” 双子星望远镜的中红外观测具有独一无二的能力，证实了尘埃物质是造成GD 362周围“红外线过剩”的原因。红外望远镜所做的近红外补充观测和德克萨斯大学研究小组的论文，提供了这颗恒星周围环境的关键限制条件。德克萨斯大学的天文学家，合作者特德·冯·希贝尔（Ted von Hippel）这样描述了红外望远镜（IRTF）的观测对双子星观测结果的补充：“IRTF的光谱排除了这颗恒星是一颗褐矮星的可能性，即排除了‘红外线过剩’的这种可能来源，”冯·希贝尔说。“两组数据的结合为GD 362周围的尘埃盘提供了令人信服的例证。”
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