Nature天体物理学新论文发表，或颠覆当前的恒星演化理论

2018 年 1 月 15 日 DeepTech深科技

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上周在自然杂志上发表的一篇名为“一颗脉动白矮星震动图中的大主氧核心（A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf）”的论文，或将颠覆当前的恒星演化理论。

该论文的作者之一，蒙特利尔大学（Université de Montréal）物理学教授 Gilles Fontaine 说：“我认为在未来的几个月里，研究恒星的天体物理学家们或将需要重新考虑他们之前的计算。”

该论文的主要作者是 Noemi Giammichele，她于 2016 年完成了对博士的攻读，并在论文共同作者 Gilles Fontaine 和 Pierre Bergeron 的监督下与 6 位其他科学家共同完成了该论文，解读了开普勒太空望远镜所收集的数据。

现法国图卢兹大学博士后研究员 Noemi Giammichele 说：“我们能够精确地绘制一颗脉动白矮星的内部结构，就好比我们把它切成一层层的横截面来研究它的构成一样。震动图显示，白矮星的震动有时会一直延伸至其中心。

蒙特利尔大学天体物理研究中心媒体关系负责人 Robert Lamontagne 对此解释道，宇宙中近 97％的恒星最后都会演变为“白矮星”。在一颗恒星的死亡过程中，它会经历一个震动期，并最终以白矮星的形式冷却下来，而震动期中所发生的“恒星级”震动则正是科学家们研究白矮星内部结构的窗口。

白矮星 KIC08626021（大小与地球相似）距地球 1375 光年，它所发出的光线几乎不可能被地球上的望远镜所观测到。但开普勒望远镜可以对它进行长期观测，并以此产生更为细致的图像。由于蒙特利尔大学的研究人员有权使用该太空望远镜，所以论文作者能够近距离的观察 KIC08626021 和它的震动。

Giammichele 最初的科研目标，是验证一个有关恒星生命末期的理论。该理论最终被证明是正确的，但在研究过程中研究团队也收获了一些惊人的发现。

更大的星核

在研究位于 Cygnus 和 Lyra 星座边缘的一颗恒星时，研究人员发现，其碳和氧的核心大小是理论预测的两倍。Fontaine 说：“这是一个重大发现，这意味着我们需要重新考虑恒星的演化理论，当然，该现象也可能只是一种异常，将来还需多做的更多工作，以确认其他恒星是否也存在着这种现象。”

Giammichele 对 Fontaine 观点表示同意，她补充道：“在下结论之前，我们必须在其他天体的观测中也能重现这些观测结果才行。KIC08626021 是开普勒望远镜确定的第一颗脉动白矮星（pulsating white dwarf），而在 KIC08626021 之后，又有总共近 60 颗脉动白矮星被开普勒望远镜所发现。这意味着我们在未来的 20 年里，将能获得足够的观测数据并对它们进行分析。”

一种新方法

这是 Gilles Fontaine 在自然杂志上所发表的第四篇论文，也为他职业生涯中的一个阶段画上了句号。早在 1978 年时，Fontaine 教授就预见到了确定脉动白矮星内部结构研究的科研价值。Fontaine 回忆说：“那时的路很难走。首先是由于地面望远镜的限制，我们在研究中无法获得高质量的图像，而因此我们也不得不自己创建分析工具，编一些程序。而更重要的是，我们也需要合适的人来研究这一课题。”

谈到这里，Fontaine 赞扬了他的前学生 Giammichele，因为她在研究中使用了一种新方法。Giammichele 以机械工程硕士毕业于蒙特利尔理工学院，她将计算飞机机翼的空气动力学方法应用在了天体物理学中。Fontaine 说：“我相信使用该方法是我们前进的方向。”

而对于 Giammichele 自己来说，她为自己博士的论文得到业内广泛关注而感到高兴。她表示：“就我的职业发展而言，我限制想做的就是继续研究。因为我最喜欢弄清楚并问题。”

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编辑：Peter

参考：https://phys.org/news/2018-01-nature-article-theory-stellar-evolution.html

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