天文學家解決紅巨星「又老又年輕」的年齡悖論

一個國際研究團隊最近發現，一批此前被認為「又老又年輕」的紅巨星實際上非常古老，年輕只是複雜演化過程導致的假象。

紅巨星是老年階段的恆星，體積巨大，表面由於溫度降低而呈現紅色。2015年，天文學家發現了幾顆特殊的紅巨星，極低的鐵含量意味著它們非常古老，但巨大的質量又顯示它們尚在壯年，兩種方法推算出的年齡相差40億年。

德國馬克斯·普朗克太陽系研究所日前發表的新聞公報說，為了解決這個「年齡悖論」，該所人員與國際同行詳細分析了這些紅巨星表面碳、氧、氮等元素的丰度，發現符合古老恆星的特徵。

恆星剛剛開始衰老、從太陽這樣的主序星變成紅巨星時，其運作機制會發生變化，導致內部核反應生成的碳、氧和氮翻騰到表面，具體數量與恆星的質量和溫度有關。光譜分析顯示，這批紅巨星表面碳、氧和氮丰度特徵是質量較小、年齡古老的恆星才應該有的。

研究小組在英國《皇家天文學會月刊》上發表論文說，這意味著有「年齡悖論」的紅巨星的確很古老，與根據鐵元素丰度推算的結論一致。它們之所以質量巨大，應該是變成紅巨星之後通過吞噬伴星等方式「長胖」了。

宇宙誕生之初只有氫、氦和微量的鋰，鐵等重元素要靠恆星熱核反應生成並緩慢積累。年輕恆星會從死亡的前代恆星那裡繼承重元素，所以鐵含量比古老恆星要高。另外，恆星質量越大，燃燒得越快、壽命越短，大質量通常表示恆星很年輕，但前提是沒有其他因素導致質量發生變化。

（來源：MNRAS ）

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