欧洲航天局的盖亚任务发现了一个不同寻常的恒星家族,它们都奇怪地急于离开“家园”。若没有这颗恒星测量航天器,我们就无法发现这个家族,而且它与我们迄今发现的所有其他恒星家族都不一样。
银河系中的恒星往往以家族形式形成,相似的恒星大致在同一时间、同一地点诞生。这些恒星在准备好离巢后,便会进入更广阔的星系。较小的星团可能会完全消散,而大型家族中的“兄弟姐妹”通常运动方式相似,且大多一同前行。
借助盖亚,我们已观测到许多恒星家族。我们发现了横跨银河系延伸、数十亿年保持完整的恒星链,绘制了交织形成银河系早期结构的古老星流,并拼凑出我们宇宙家园的恒星“全家福”。
通过研究恒星家族,我们不仅能拼凑出恒星自身的特征和行为,还能了解银河系作为一个整体是如何演化的。
利用盖亚数据,科学家们现在发现了一个与众不同的恒星家族:一个由1000多颗年轻恒星组成的庞大星族,行为怪异。尽管规模庞大,但这个被称为“奥菲翁”的家族很快将以创纪录的速度完全分散,只留下一个“空巢”。
“奥菲翁中满是即将以完全随意、不协调的方式冲向银河系各处的恒星,这与我们对如此庞大的家族的预期相差甚远,”美国西华盛顿大学的迪伦·休森说道,他也是这一发现论文的主要作者,“而且,这将在通常情况下如此大型家族分散所需时间的一小部分内发生。它与我们之前见过的任何恒星家族都不同。”
为了找到奥菲翁,迪伦及其同事开发了一种新模型,用于探索盖亚庞大且无与伦比的光谱数据宝库,并更多地了解离太阳较近的年轻低质量恒星。他们将这个名为“盖亚网”的模型应用于作为盖亚数据发布3一部分发布的数亿条恒星光谱。然后,他们将搜索范围缩小到年龄在2000万年以下的“年轻”恒星,奥菲翁就此“跃出”。
“由于要使这样的模型适用于年轻恒星,需要海量且高质量的光谱观测数据,所以这是首次有可能将此类模型用于年轻恒星,”欧空局盖亚项目科学家约翰内斯·萨尔曼补充道,“能够一次性可靠地测量大量年轻恒星的参数,这仍然相当新颖。这种大规模观测是盖亚真正前所未有的成就之一。”
“另一个成就是盖亚任务如何通过其开放数据政策为新的合作和跨学科科学创造机会。奥菲翁发现团队的几位成员是计算机科学专业的本科生和研究生,他们利用盖亚数据进行创新并开发新方法,这些方法如今为银河系恒星研究提供了新见解。”
问题依然存在:为什么奥菲翁的行为如此异常?
科学家们讨论了几种可能性。这个恒星家族位于约650光年之外,靠近其他一些年轻恒星的大规模聚集区;这些巨大邻居内部的高能事件以及它们之间的相互作用,多年来可能对奥菲翁产生了影响。
也有迹象表明,过去这里曾有恒星爆炸。这些超新星爆发可能将物质从奥菲翁驱散,导致其恒星的运动比以前更加快速和不稳定。
“我们不知道这个恒星家族究竟发生了什么才使其如此表现,因为我们以前从未发现过类似的情况。这是个谜,”美国北佛罗里达大学的合著者玛丽娜·孔克尔说道。
“令人兴奋的是,它改变了我们对恒星群体的看法以及寻找它们的方式。以前的方法是通过将运动相似的恒星聚类来识别家族,但奥菲翁会从这个‘网’中溜走。如果没有盖亚提供的庞大、高质量数据集,以及我们现在能够用来深入研究这些数据的新模型,我们可能就错过了恒星拼图中的一大块。”
在花了十多年绘制天空地图后,盖亚于3月停止观测。这标志着该航天器任务的结束,但这仅仅是科学研究的开始。预计未来几年还会有更多发现,同时盖亚也将发布迄今为止最大规模的数据。(数据发布4计划于2026年底进行,盖亚遗产数据发布计划不早于2030年底公布)。
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