Nature天體物理學新論文發表，或顛覆當前的恒星演化理論

上周在自然雜誌上發表的一篇名為“一顆脈動白矮星震動圖中的大主氧核心（A large oxygen-dominated core from the seismic cartography of a pulsating white dwarf）”的論文， 或將顛覆當前的恒星演化理論。

該論文的作者之一，

蒙特利爾大學（Université de Montréal）物理學教授 Gilles Fontaine 說：“我認為在未來的幾個月裡， 研究恒星的天體物理學家們或將需要重新考慮他們之前的計算。 ”

該論文的主要作者是 Noemi Giammichele， 她於 2016 年完成了對博士的攻讀， 並在論文共同作者 Gilles Fontaine 和 Pierre Bergeron 的監督下與 6 位其他科學家共同完成了該論文， 解讀了開普勒太空望遠鏡所收集的資料。

現法國圖盧茲大學博士後研究員 Noemi Giammichele 說：“我們能夠精確地繪製一顆脈動白矮星的內部結構， 就好比我們把它切成一層層的橫截面來研究它的構成一樣。 震動圖顯示， 白矮星的震動有時會一直延伸至其中心。

蒙特利爾大學天體物理研究中心媒體關係負責人 Robert Lamontagne 對此解釋道， 宇宙中近 97％ 的恒星最後都會演變為“白矮星”。 在一顆恒星的死亡過程中，

它會經歷一個震動期， 並最終以白矮星的形式冷卻下來， 而震動期中所發生的“恒星級”震動則正是科學家們研究白矮星內部結構的視窗。

白矮星 KIC08626021（大小與地球相似）距地球 1375 光年， 它所發出的光線幾乎不可能被地球上的望遠鏡所觀測到。 但開普勒望遠鏡可以對它進行長期觀測， 並以此產生更為細緻的圖像。 由於蒙特利爾大學的研究人員有權使用該太空望遠鏡， 所以論文作者能夠近距離的觀察 KIC08626021 和它的震動。

Giammichele 最初的科研目標， 是驗證一個有關恒星生命末期的理論。 該理論最終被證明是正確的， 但在研究過程中研究團隊也收穫了一些驚人的發現。

更大的星核

在研究位於 Cygnus 和 Lyra 星座邊緣的一顆恒星時，

研究人員發現， 其碳和氧的核心大小是理論預測的兩倍。 Fontaine 說：“這是一個重大發現， 這意味著我們需要重新考慮恒星的演化理論， 當然， 該現象也可能只是一種異常， 將來還需多做的更多工作， 以確認其他恒星是否也存在著這種現象。 ”

Giammichele 對 Fontaine 觀點表示同意， 她補充道：“在下結論之前， 我們必須在其他天體的觀測中也能重現這些觀測結果才行。 KIC08626021 是開普勒望遠鏡確定的第一顆脈動白矮星（pulsating white dwarf）， 而在 KIC08626021 之後， 又有總共近 60 顆脈動白矮星被開普勒望遠鏡所發現。 這意味著我們在未來的 20 年裡， 將能獲得足夠的觀測資料並對它們進行分析。 ”

一種新方法

這是 Gilles Fontaine 在自然雜誌上所發表的第四篇論文， 也為他職業生涯中的一個階段畫上了句號。

早在 1978 年時， Fontaine 教授就預見到了確定脈動白矮星內部結構研究的科研價值。 Fontaine 回憶說：“那時的路很難走。 首先是由於地面望遠鏡的限制， 我們在研究中無法獲得高品質的圖像， 而因此我們也不得不自己創建分析工具， 編一些程式。 而更重要的是， 我們也需要合適的人來研究這一課題。 ”

談到這裡， Fontaine 讚揚了他的前學生 Giammichele， 因為她在研究中使用了一種新方法。 Giammichele 以機械工程碩士畢業于蒙特利爾理工學院， 她將計算飛機機翼的空氣動力學方法應用在了天體物理學中。 Fontaine 說：“我相信使用該方法是我們前進的方向。 ”

而對於 Giammichele 自己來說， 她為自己博士的論文得到業內廣泛關注而感到高興。 她表示：“就我的職業發展而言， 我限制想做的就是繼續研究。

因為我最喜歡弄清楚並問題。 ”