天文学家发现银河系内最具质量的双星系统之一

天文学家发现银河系质量最大的双星之一

NGC 3603是一个距离太阳22000光年的恒星爆发区，它是银河系中已知的此类最近区域。

图片来源：欧洲南方天文台

一个研究团队利用哈勃空间望远镜的存档数据和新的观测结果，对双星系统 NGC3603-A1进行了精确测量。其中一颗恒星的质量约为太阳的93倍，而其伴星的质量约为太阳的70倍。它们共同构成了迄今为止在我们银河系内发现的质量最大的双星系统之一。

这个系统真正非凡之处在于其轨道的速度。这两颗巨型天体3.8天就会相互绕转一周，这意味在地球围绕太阳一年的公转的时间里，这两颗恒星巨兽已经相互环绕了近100次。它们的近距离接触以惊人的质量形成了一种动态关系，而这种关系正在重塑这两颗恒星。

这一发现离不开数年的细致探查，且其关键启发来自一个出人意料的源头。2020年疫情期间的夏季，当时还是卡尔顿学院本科生的萨拉.博丹斯基，在洛厄尔天文台远程工作，正是她从哈勃望远镜的旧数据中发现了此前所有人都忽略的线索。该研究发表于《天体物理学杂志》。

“萨拉的工作使得这项研究能够继续向前推进。她注意到一些别人忽略的东西——当这两颗恒星在接近和远离我们产生大的运动时部分光谱特征会叠加。没有她的这些发现这项研究还会处于艰难的状态。”洛厄尔天文台的菲尔马赛博士说。

这项观测非常关键因为它揭示了一个看似单一，模糊的星体实际上拥有双星本质。这个恒星系统位于银河系中最活跃的恒星形成区之一——NGC3603稠密星团中。只有哈勃望远镜的超高清晰度才可一睹芳容。

这对双星间的相互作用，诉说着一个奇妙的恒星演化的故事。其中质量较小的恒星会窃走较大恒星的质量，导致自身会旋转得更快。这种转移质量的方式是非常重要的，它能帮助我们理解大质量恒星如何随时间变化，并且有助于洞悉他们最终的命运。

“对于绝大多数的大质量恒星来说，天文学家通常只能依靠约束性较弱的模型去给恒星“称重”。但是这项研究的重点是一种特殊的双星系统，这使我们能够对其质量进行更基础的测量”卡尔顿大学的萨拉·博丹斯基说。

诸如NGC 3603-A这样的大质量双星系统是双黑洞的前身，它们最终会合并，并且产生引力波，科学家自2015年就一直在探测这种引力波。理解这些恒星的关系能够帮助天文学家预测宇宙中可能会发生这类碰撞的方位和时间。

NGC 3603是位于银河系的船底-人马臂的一个星云，距离太阳系约2万光年。它是一个巨大的电离氢区（HII region）,包含一个非常致密的疏散星团（可能是超星团）HD 97950

1834年3月14日约翰·赫歇尔在访问南非期间观测到了NGC3603，并且称其为“一个璀璨的星体...也许是一个球状星团”。赫歇尔在1847年出版的《好望角天文观测结果》种将其命名为3334星云。1864年，英国皇家学会出版的《星云与星团总表》，将其编号为2354。后由J.L.E.德雷尔将其收录至《新星云总表》，编号为3603。

中心星团被编录为HD 97950,但是它长期被认为是星云状的或多天体的。它还因其不同寻常的发射光谱而备受关注，在亨利·德雷珀星表中被称为Oe型光谱。由于其后续被辨认出沃尔夫-拉叶星的发射特征，因此将其精确的分类为WN5+O型。最终通过分辨率提升的观测发现，此星团包含三颗已知质量最大、亮度最高的恒星，以及大量明亮的 O 型恒星和许多较暗的恒星。

BY：phys-Mark Thompson

FY：Astronomical volunteer team

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