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[新聞] 富含鋯元素 2000光年外發現鑽石星
#1
JK
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北愛爾蘭阿麥天文台(Armagh Observatory)研究生N. Naslim及其指導教授Simon
Jeffery等人,首度發現一種鋯元素(zirconium)非常豐富的星體。鋯元素常被珠寶商
用來製造假鑽石;在這顆鋯星上,鋯元素以雲氣方式覆蓋在這顆星體表面,閃閃發光。

Naslim等人是在尋找一個問題的解答過程中發現這顆鋯星:為何有一小群所謂的富氦高
溫次矮星(helium-rich hot subdwarf)的恆星,在其生命終點時,其表面所含有的氫
元素會比類似的其他恆星還少很多?利用位在澳洲南部塞丁泉天文台(Siding Spring
Observatory)英澳望遠鏡(AAT)所取得的觀測資料,Naslim等人注意到其中有一顆編
號為LS IV-14 116的主序後恆星(evolved star)的光譜型態異於一般的富氦高溫次矮
星。

LS IV-14 116位在摩羯座和寶瓶座邊界,距離地球約2000光年遠。其光譜一如預期的有
許多常見的元素譜線,但其他還有些強譜線辨識不出究竟是何種元素造成的。經過仔細
研究後,Naslim等人發現其中4條譜線是僅在溫度攝氏20,000度以上的高溫環境中才能形
成的鋯譜線;這類譜線之前從未在天文光譜中出現過!

皇后大學(Queen's University)天文學家Alan Hibbert利用電腦模擬預測鋯元素的譜
線強度;從這個資訊,Naslim等人測量出LS IV-14 116的鋯元素豐度高達太陽的10,000
倍左右,換句話說,LS IV-14 116表面,每20萬個原子中,就有1個原子是鋯,比太陽的
每20億個原子中只有1個是鋯還高很多。更進一步的研究之後,顯示其餘未知譜線來自鍶
(strontium)、鍺(germanium)和釔(yttrium),而且這些元素的豐度都比一般恆星
高出1,000∼10,000倍左右。

這個研究小組中的成員,不確定LS IV-14 116這些不尋常的元素豐度是否可能是這顆恆
星大氣層中的雲層所造成的;這是因為一顆恆星只有大氣層是可直接觀測,大氣以下的
部分皆為不透明。某些特定元素,主要是比鈣還重的金屬元素,高度聚集而形成這些雲
層,但在這些雲層以上和以下就都沒有這些元素的存在,意味著這些元素的平均豐度應
該接近一般恆星。

成員之一的Natalie Behara因而透過電腦模擬計算這顆恆星大氣層,認為這個奇特的恆
星大氣中有許多薄雲層,每一層都是由不同的金屬元素組成;這些雲層掩蔽了原本因高
溫而呈現藍色的恆星表面。由此,Naslim等人認為這顆恆星很可能正從一個明亮的低溫
巨星收縮成一個昏暗的高溫次矮星;當它收縮時,大氣中不同的元素分別會下沈或上浮
,某些元素就剛好處在可被清楚偵測到的地方。所以這些元素的出現,反應了這顆恆星
近期的演化歷史。

絕大部分的恆星都類似太陽一樣,約每百萬個矽原子,就含有10個鋯原子;LS IV-14
116則是每百萬個矽原子,就含有200萬個鋯原子。Naslim等人估計LS IV-14 116的鋯雲
層中,至少含有40億噸的鋯,相當於地球鋯元素年產量的4,000倍。目前不確定可否發現
其他恆星也有這樣的特殊元素豐度現象,但這個研究至少提供了一個全然不同的新方式,
讓天文學家可以直接觀察到這個恆星演化階段。(文/引用自臺北天文館之網路天文館網
站)

NOWnews 今日新聞網
http://www.nownews.com/2011/01/07/91-2680139.htm#ixzz1EB3mLHV8
2011/02/17 Thu 10:04:22
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