对白矮星的最新分析表明，它们是银河系和其他星系中碳的关键来源，碳是对所有生命至关重要的元素。

大约90％的恒星以白矮星，非常密集的恒星残骸结束生命，这些恒星残骸在数十亿年中逐渐变暗。然而，这些恒星在坍塌前只有最后的呼吸，留下了重要的遗产，通过恒星风将其灰烬散布到周围空间，恒星风富含化学元素，包括碳，这是恒星死亡前最后阶段在深层内部新合成的。

宇宙中的每个碳原子都是由恒星通过三个氦核的融合而产生的。但是天体物理学家仍在争论哪种类型的恒星是我们自己的银河系银河中碳的主要来源。一些研究偏爱低质量恒星，这些恒星在恒星风中从其壳层吹出并变成白矮星，而其他一些偏爱恒星的恒星最终爆炸为超新星。

在7月6日发表于《自然天文学》上的这项新研究中，一个国际天文学家团队在银河系中的开放恒星团中发现并分析了白矮星，他们的发现有助于阐明我们银河系中碳的起源。开放星团是由多达数千颗恒星组成的群，它们由相同的巨大分子云和大致相同的年龄形成，并通过相互的引力吸引而保持在一起。这项研究基于2018年在夏威夷WM凯克天文台进行的天文观测，由合著者，圣克鲁斯大学天文学和天体物理学教授Enrico Ramirez-Ruiz领导。

“通过对观察到的Keck光谱的分析，可以测量白矮星的质量。使用恒星演化理论，我们能够追溯到祖先恒星并在出生时获得它们的质量，”拉米雷斯-鲁伊斯解释说。

恒星初始质量与其最终质量（如白矮星）之间的关系被称为初始-最终质量关系，这是天体物理学的基本诊断方法，它整合了恒星整个生命周期中的信息，将出生与死亡联系在一起。通常，恒星出生时质量越大，白矮星死亡时留下的质量就越大，这种趋势在观察和理论上都得到了支持。

但是，对旧的开放星团中新发现的白矮星的分析给出了令人惊讶的结果：这些白矮星的质量显着大于预期，从而在初始质量处于一定范围内的恒星的初始-最终质量关系中出现了“纽结”。 。

意大利帕多瓦大学的主要作者Paola Marigo说：“我们的研究将最初-最终的质量关系中的这种纽结解释为低质量恒星在银河系中合成碳的标志。”

在生命的最后阶段，恒星的质量是太阳的两倍，是太阳在其炽热的内部产生新的碳原子，然后将其运送到地表，最后通过柔和的恒星风将其传播到星际介质中。该团队详细的恒星模型表明，富碳外层的剥离发生得足够缓慢，以使这些恒星的核心（即未来的白矮星）的质量明显增加。

通过分析扭结周围的初始-最终质量关系，研究人员得出结论，大于2个太阳质量的恒星也有助于银河中碳的富集，而小于1.5个太阳质量的恒星则没有。换句话说，1.5太阳质量代表恒星在死亡时散布富含碳的灰烬的最小质量。

这些发现对我们银河系恒星产生碳的方式和时间产生了严格的限制，碳是地球生命必需的元素，最终被困在46亿年前形成太阳及其行星系统的原材料中。

马里戈说：“现在，我们知道碳来自出生质量不少于1.5太阳质量的恒星。”

华威大学的合著者Pier-Emmanuel Tremblay说：“这项研究最令人兴奋的方面是，它影响了已知的白矮星的年龄，而白矮星是了解银河系形成历史的重要宇宙探测器。初始质量与最终质量的关系还决定了超新星的质量下限，在远距离看到的巨大爆炸，这对于理解宇宙的本质非常重要。”

通过结合宇宙学和恒星演化的理论，研究人员得出结论，接近于它们死亡的明亮的富含碳的恒星，与本研究中分析的白矮星的祖先非常相似，目前正在为由其发射的大量光做出贡献。非常遥远的星系。这种带有新产生的碳特征的光通常由大型望远镜收集，以探测宇宙结构的演化。对这种光的可靠解释取决于对恒星中碳的合成的了解。

除了Marigo，Tremblay和Ramirez-Ruiz之外，该论文的合著者还包括约翰·霍普金斯大学，纽约美国自然历史博物馆，哥伦比亚大学，太空望远镜科学研究所，沃里克大学，蒙特利尔大学，大学的科学家。乌普萨拉大学（University of Uppsala），的里雅斯特国际高级学院，意大利国家天体物理研究所和日内瓦大学（University of Geneva）。这项研究得到了欧盟的ERC合并者资助和DNRF的Niels Bohr教授资助。