紅巨星也會「唱歌」！天文學家發現一顆吞噬伴星、一顆見證宇宙誕生

紅巨星也會「唱歌」嗎？近期一組天文學家利用人造衛星觀測了兩顆紅巨星之後，發現其中一顆紅巨星曾經吞噬了它的伴星，而另一顆紅巨星的年齡則可能幾乎與宇宙一樣古老。相關研究於 11 月 13 日發表於 The Astronomical Journal 上。

▲ 圖中是歐洲太空總署蓋亞任務在銀河系中發現的前兩個黑洞的位置。Gaia BH1位於蛇夫座方向，距離我們僅1,560光年；Gaia BH2位於半人馬座方向，距離我們3,800光年。

依據蓋亞衛星的觀測，其中一顆名為BH2*的紅巨星正圍繞著一個休眠黑洞運行，形成一個名為Gaia BH2的雙星系統，位於距離地球3,800光年的半人馬座方向。BH2*的質量與太陽相仿，但它的體積已經膨脹到了原來的數倍。研究團隊利用凌日系外行星巡天衛星（TESS）的觀測資料研究它的光變曲線，重建其內部的震盪狀況，也就是一種被稱為「星震」的研究方法，就像是在聽紅巨星唱歌一樣。透過觀察星震，天文學家可以確定恆星的年齡、半徑、質量、自轉速度和化學成分，進而推論恆星的形成和演化過程。

透過分析BH2*光變曲線中的振盪，研究人員測量出這顆紅巨星的質量約為1.2個太陽質量。他們還發現這顆恆星富含一些被稱為α元素的特定元素，也就是氧、鎂、矽和鈣等大質量恆星透過核融合產生的元素。先前的研究認為BH2*應該很古老，但團隊透過測量星震來測定其年齡時，卻發現它出乎意料地年輕，只有大約50億年。因此團隊認為BH2*的形成方式有兩種：一是與其他恆星合併；二是吸收周圍大量氣體和塵埃，增加質量。

除了BH2*之外，研究人員還觀測到了BH3*。BH3*是一顆質量為太陽0.76倍的紅巨星，圍繞著雙星系統Gaia BH3中休眠的黑洞。BH3*不同於BH2*，內部缺乏較重的元素，包括α元素和鐵，因此團隊認為它在過去並沒有吞噬伴星物質的歷史。另一個奇怪的地方是，BH3*並沒有表現出研究人員預測的明顯振盪。研究團隊推測，BH3*的年齡可能超過130億年──幾乎與宇宙的年齡相當。