星光灿烂，星光灿烂

科学家可以通过一颗恒星发出的光来了解它的很多情况。例如，颜色可以显示它的表面温度以及它内部和周围的元素。亮度与恒星的质量有关，对许多恒星来说，亮度波动，有点像闪烁的蜡烛。

由加州大学圣巴巴拉分校研究员托马斯·库普弗领导的一组科学家最近发现了一种新的脉冲发生器，这种脉冲发生器的亮度每五分钟变化一次。他们的研究结果发表在《天体物理学杂志通讯》上。

加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所(KITP)的博士后学者库普弗说:“许多恒星都在脉动，甚至我们的太阳也在非常小的尺度上脉动。”一个真正的脉冲发生器，由于其温度、半径或两者的周期性变化，其亮度可变化10%左右。他解释说:“亮度变化最大的通常是径向脉动器，当整个恒星的大小发生变化时，它们就会‘呼吸’进来和出去。”通过详细研究脉动，科学家可以了解这些恒星的内部特性。

起初，库普弗和他在加州理工学院的同事们在Zwicky瞬态观测设施(位于圣地亚哥附近的帕洛玛天文台)的观测中寻找周期不到一小时的双星。其中四颗因为亮度在短短几分钟内发生了巨大变化而脱颖而出。后续数据很快证实，它们确实是脉冲发生器，而不是二进制对。

Kupfer和他在加州理工学院的合作者们，以及前加州大学圣巴巴拉分校的博士生Evan Bauer和KITP的主任Lars Bildsten一起工作，现在已经确定这些突出的恒星是热亚矮星的脉动器。亚矮星是一颗直径约为太阳十分之一的恒星，质量在太阳的20%到50%之间。它们的温度高得令人难以置信——高达9万华氏度，而太阳的温度是1万华氏度。

这一发现令人惊讶。库普弗解释说，科学家们此前并没有预测到这些恒星的存在，但现在回想起来，它们很符合恒星演化的主要模型。

由于这些恒星的质量较低，研究小组认为，它们最初的生命是典型的类太阳恒星，其核心将氢聚变成氦。在耗尽核心的氢之后，恒星膨胀到红巨星阶段。通常，一颗恒星会达到它最大的半径，并开始在核心深处聚变氦。然而，科学家们认为，这些新发现的恒星的外层物质是在氦变得足够热、密度足以聚变之前被一个伴星偷走的。

在过去，热的亚矮星几乎总是与变成红巨星的恒星有关，它们的核心开始融合氦，然后被伴星剥离。新的发现表明，这个群体包括不同类型的恒星。库普弗说:“有些会发生氦聚变，有些则不会。”

恒星的脉动使科学家能够探测它们的质量和半径，并将这些测量值与恒星模型进行比较，这在以前是不可能的。鲍尔说:“我们能够通过将它们与由相对冷的氦组成的低质量核的理论模型进行匹配，来理解这种快速的脉动。”

美国国家科学基金会的理查德·巴瓦尼斯说:“天空观测正在改变天文学，茨威基瞬态观测设施正在帮助开拓这一方法。“这一最新结果是一个完美的例子——通过观察遥远的恒星在短短几分钟内的脉动，天文学家对恒星的演化获得了意想不到的洞见。”

库普弗相信未来还会有更多。他说:“我预计，像兹威基瞬态核电站这样的大型时域勘测项目将在未来带来许多意想不到的发现。”

加州大学圣巴巴拉分校的这些研究工作得到了美国国家科学基金会以及戈登和贝蒂摩尔基金会的支持。兹威基瞬态电站由美国国家科学基金会、美国宇航局和海森堡基金会资助。其他贡献机构包括加州理工学院、华盛顿大学、马里兰大学、柏林洪堡大学、魏茨曼科学研究所和波士顿大学，以及其他合作伙伴的国际合作。