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배경의 추상 별과 전경의 Be 별으로 구성된 발견된 거대한 쌍성계에 대한 아티스트의 인상. 벗겨진 별은 더 크게 보이지만 껍질이 벗겨진 후 남은 태양 질량은 3개뿐입니다. 전경의 별은 많은 질량을 얻었고 이제 빠르게 회전하여 편평한 모양과 주변 디스크를 만듭니다. 크레딧: Ramachandran 박사와 Sander 박사 그룹의 Elisa Chaucer/박사 학생

하이델베르크 대학(ZAH) 천문학 센터의 바르샤 라마찬드란(Varsha Ramachandran) 박사와 동료들은 최초의 “무질량” 중간 질량 별을 공개했습니다. 이 발견은 은과 금과 같은 무거운 원소의 기원을 이해하는 데 필수적인 중성자-별 시스템 병합을 향한 항성 진화의 그림에서 잃어버린 연결 고리를 나타냅니다. Ramachandran 박사는 ZAH의 ARI(Reschen Astronomy Institute)에 기반을 둔 Dr. Andreas Sander 연구 그룹의 박사후 연구원입니다. 이 결과는 현재 천문학 및 천체물리학.

연구팀은 오랫동안 예측되었지만 아직 확인되지 않은 중간 질량 별의 첫 번째 대표를 발견했습니다. “잘라낸 별”은 수소와 헬륨의 핵융합으로 인해 발생하는 뜨겁고 밀도가 높은 헬륨이 풍부한 코어를 노출하여 대부분의 외층을 잃어버린 별입니다. 이 벌거벗은 별의 대부분은 한 별의 강력한 중력이 떨어져 나가고 동료의 물질이 축적되는 쌍성계에서 형성됩니다.

오랫동안 천체물리학자들은 볼프-레이에 별(Wolf-Rayet stars)로 알려진 거대한 사촌들뿐만 아니라 하위 왜성(sub-dwarfs)으로 알려진 추상적이고 낮은 질량의 별을 알고 있었습니다. 그러나 지금까지 그들은 우리의 기본 이론적 그림에 대대적인 수정이 필요한지에 대한 의문을 제기하는 소위 “중질량의 벌거벗은 별”을 찾을 수 없었습니다.

Ramachandran 박사와 그녀의 동료들은 European Southern Observatory의 VLT, VLT, 칠레의 초대형 망원경의 고해상도 분광 장비로 뜨겁고 밝은 별을 스캔하여 한때 무겁고 뜨거운 별의 스펙트럼에서 의심스러운 신호를 감지했습니다. 단일 개체로 분류됩니다. 스펙트럼을 자세히 조사한 결과 이 ​​물체는 단일 별이 아니라 실제로는 중간 질량의 별과 빠르게 회전하는 부착물, 즉 축적된 질량에 의해 감싸진 소위 be 별으로 구성된 쌍성계라는 것이 밝혀졌습니다. 스타의 벌거벗은 조상.

이 시스템은 SMC(Small Magellanic Cloud)라고 하는 이웃한 왜소 은하에 있습니다. 이 은하의 별들은 우리 은하의 무거운 별들보다 천체물리학자들이 단순히 “금속”이라고 부르는 더 무거운 원소들이 더 적습니다. 따라서 SMC에 있는 거대하고 금속이 부족한 별들은 우리 은하의 과거와 우주의 화학적 진화를 들여다보는 창 역할을 합니다.

새로 발견된 거대한 쌍성계가 이중 중성자별 합병 사건으로 진화하는 과정을 개략적으로 설명합니다. Envelope 초신성은 Be X-ray 바이너리가 뒤따르는 가운데에서 발생합니다. 출처: Varsha Ramachandran, ZAH/ARI

Ramachandran 박사는 박사 학위를 취득하기 위해 독일 포츠담으로 이사하기 전에 인도에서 학부 과정을 마쳤습니다. 그녀는 2021년 9월부터 ZAH/ARI에서 일하고 있습니다. “우리의 발견으로 우리는 오랫동안 사라진 별 성단이 실제로 존재한다는 것을 증명했습니다. 그러나 우리의 발견은 또한 그들이 우리가 예상했던 것과 매우 다르게 보일 수 있음을 시사합니다.”라고 Ramachandran 박사는 설명합니다. 이러한 별은 헬륨 코어 위에 작지만 충분한 양의 수소를 가지고 있어 실제보다 훨씬 더 크고 차갑게 보입니다.

“그래서 우리는 그들을 ‘부분적으로 벌거벗은 별’이라고 부릅니다.”라고 그녀는 덧붙입니다. Andreas Sander 박사는 남아 있는 수소 맨틀이 위장의 한 형태라고 지적합니다. “부분적으로 벌거벗은 별은 정상적이고 벌거벗지 않은 뜨거운 별과 매우 유사하게 보이며, 본질적으로 눈에 잘 띄는 곳에 숨어 있습니다. 신중한 스펙트럼 분석 및 상세한 컴퓨터 모델과 결합된 고해상도 데이터만이 그 진정한 특성을 드러낼 수 있습니다.”

당연히 그들은 오랫동안 탐지를 피했습니다. “이 별의 특별한 선물은 질량이었습니다. 우리 태양보다 몇 배 더 무거워 보일 수 있지만 이것은 거대한 파란색 외관을 가진 특이한 빛입니다.”라고 연구 그룹 리더는 설명합니다.

유럽 ​​남방 천문대(ESO)의 독립적인 연구원이자 해당 연구 논문의 공동 저자인 Jacob Klinke 박사는 새로 발견된 시스템이 여러 다른 “종”을 연결하는 진화 사슬에서 중요한 연결 고리 역할을 한다고 설명합니다. 외계 유기체의. “별의 진화에 대한 우리의 모델은 지금부터 약 백만년 후에 벌거벗은 별이 아마도 둘러싸인 초신성으로 폭발하여 중성자 별 잔해를 남길 것이라고 예측합니다.”라고 Klinke 박사는 말합니다.

라마찬드란 박사와 그녀의 동료들이 발견한 이번 발견은 광물이 부족한 은하에서 아직 발견되지 않은 최초의 벌거벗은 별입니다. 바이너리가 초신성 폭발에서 살아남으면 두 별의 역할이 역전됩니다. Be-star 동반자는 중성자 별 복합체에 질량을 기부하여 소위 Be-ray 바이너리가 됩니다.

그러한 환상적인 시스템은 이중 중성자별 합병 사건의 시조로 간주되며, 아마도 지금까지 관찰된 가장 위대한 우주 장면이자 은이나 금과 같은 화학 원소의 기원일 것입니다. 그들의 형성 경로를 이해하는 것은 현대 천체 물리학의 주요 과제 중 하나이며 중간 진화 단계를 관찰하는 것은 이를 달성하는 데 필수적입니다.

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Ramachandran 박사는 “우리의 발견은 퍼즐에 주요 조각을 추가하여 그러한 거대한 항성계에서 물질 이동의 진화가 어떻게 진행되는지에 대한 첫 번째 직접적인 제약을 제공했습니다.”라고 결론지었습니다.

추가 정보:
낮은 금속 쌍성 쌍성에서 부분적으로 벗겨진 무거운 별인 Ramachandran et al. 천문학 및 천체물리학 (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202346818

저널 정보:
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