老野鸭中的一群明星

这个星团包含许多代恒星还是只有一代？科学家们已经寻找了很长时间的答案，多亏了亚利桑那大学的MMT望远镜，在鸭子中发现了一个答案，其中恒星以不同的速度旋转，掩盖了它们的共同年龄。

在UA和韩国天文学和空间科学研究所的合作中，韩国和比利时天文学家小组使用UA仪器解决有关称为疏散星团的星团的难题。天文学家一直认为，许多疏散星团由一代恒星组成，因为一旦恒星形成，它们的辐射就会吹走附近制造新恒星所需的物质。但在这些被科学家称为梅西耶11或M11的鸭子中，亮度相同的恒星以不同的颜色出现，这表明它们的年龄不同。除非科学家漏掉了一条关于恒星演化的重要线索，否则肯定还有另一种解释，那就是大约2900颗恒星的积累中颜色的扩散。

“天文学家已经研究这个问题几十年了，”UA Guanjia天文台的副天文学家Serena Kim说。“集群是一代形成的还是多代形成的？我们的研究为鸭子提出了这个问题。”庆熙大学的Beomdu Lim领导了一个国际天文学家小组，他们使用由UA和史密森尼天体物理天文台联合操作的MMT望远镜来研究这个星团。在发表于《自然天文学》的一项研究中，研究小组发现，导致它们出现颜色扩散的不是恒星的年龄：而是它们的自转。

疏散星团包含成千上万颗恒星，天文学家假设这些恒星是由相同的巨大气体云形成的。这些恒星有各种大小，从比我们的太阳大几十倍的短命巨型蓝星，到长寿的低质量矮星，它们将燃烧100亿年或更长时间。每颗恒星的亮度和颜色随着年龄的变化而变化，这使得科学家能够确定它的年龄。“随着年龄的增长，它会变得越来越亮，越来越红，”林说。天文学家将年轻恒星的亮度和颜色绘制成对角线——从线顶部的明亮、蓝色和大到底部的微弱、红色和小质量——这被称为主序。

转折点——恒星老化并偏离主序的点——用于根据每颗恒星的已知预期寿命来确定星团的年龄。如果恒星在同一点离开主序，就像高速公路上的汽车走同一个出口，那么星团中的恒星都是同一个年龄。然而，在鸭子中，星星在不同的点上对角转弯，就像高速公路上不同出口的汽车一样。“这似乎并不直观，因为像M11这样的疏散星团中的恒星被认为是属于同一代的，”金说。Lim和他的团队着手发现什么样的恒星属性可以解释这种模式。他们将MMT望远镜转向星团，用Hectochelle检查恒星的色谱。该仪器就像一个棱镜，将星光传播到其组成部分，天文学家称之为光谱。光谱就像条形码，每一行识别恒星组成中的不同化学物质。

Hectochelle可以同时捕捉许多恒星的详细光谱，是观测由数千颗恒星组成的野鸭等星团的理想仪器。当恒星自转时，它的一边向地球运动，另一边向外运动。发射到地球上旋转的一半恒星的光的波长看起来很窄，这使得光看起来比恒星不运动时的光更蓝。远离地球旋转的恒星有一半会使波长看起来更长，使其光线看起来更红。这种展平和拉伸将导致谱线在一系列波长范围内扩展，而不是仅在一个波长范围内扩展。原来鸭子体内的星星在色谱上是分散的，不是因为年龄不同，而是因为自转周期不同。“旋转对恒星演化的影响在过去常常被忽视，”比利时列日大学的天文学家、论文的合著者耶尔纳泽说。

光谱还显示恒星以不同的速度旋转。Lim和他的团队进行了计算机模拟，以了解每颗恒星的旋转速度。"一颗快速旋转的恒星比一颗慢速旋转的恒星能停留在主序阶段，"林说。"不同的恒星速度导致不同的恒星寿命."旋转速度就像年轻恒星的喷泉：它旋转得越快，就越能把恒星的燃料氢混合到它的核心。核心接收的氢越多，恒星的寿命就越长，使它看起来比它的弟弟妹妹们更红。聚集在一起的恒星以不同的颜色显示，因为它们出生的云层使它们移动，这将使其中一些恒星的寿命延长几周。虽然不是野鸭星团研究的一部分，Kim过去曾与Lim合作研究其他星团，并发现恒星形成的奥秘。他们的合作是UA和韩国天文学和空间科学研究所之间发展伙伴关系的一部分。

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