受白矮星影響，最快新星振蕩似鈴鐺

2021年6月，科學(xué)家公布了最新的關(guān)于明亮新星的更多細(xì)節(jié)

圖：雙星系統(tǒng)中的白矮星正在吞噬其伴星上的物質(zhì)

天文學(xué)家一直在觀測已記錄到的最快新星。他們發(fā)現(xiàn)，這顆新星有規(guī)律的產(chǎn)生如鈴鐺般的聲音，并且伴隨著因白矮星吞噬而形成的不同尋常的能量現(xiàn)象。

這一新星位于大力神座，被天文學(xué)家命名為V1674大力士?？茖W(xué)家認(rèn)為，這一雙星系統(tǒng)及V1674新星將可能成為理解太陽系化學(xué)物質(zhì)、恒星誕生與死亡甚至銀河系演化的關(guān)鍵因素。V1674大力士星于2021年6月12日首次噴發(fā)，并產(chǎn)生非常明亮的光線，以至于我們裸眼都能看到這一現(xiàn)象。

科學(xué)家認(rèn)為這是一次新星爆發(fā)事件，即雙星系統(tǒng)中的白矮星吞噬其伴星的能量物質(zhì)過程中，突然爆發(fā)的明亮光線。白矮星是中小型恒星耗盡自身核能并且外層脫落后形成的恒星殘留物。

當(dāng)這些物質(zhì)脫落至白矮星表面后，白矮星會對其進(jìn)行加熱，形成爆炸反應(yīng)，從而使物質(zhì)以光速向外噴射。這一反應(yīng)也會向外排放如可見光般的能量電磁。

一般來說，這一現(xiàn)象會持續(xù)大約幾周左右的時間甚至更長，但是V1674大力士星卻與眾不同，它只持續(xù)了大約一天左右便消散了。普遍而言，如此快的新星現(xiàn)象非常少見，此前最快的新星大約持續(xù)了2到3天。

但是，這一系統(tǒng)不僅僅是因為快速隕落而格外引人關(guān)注。根據(jù)一項新研究成果，導(dǎo)致這一系統(tǒng)引發(fā)關(guān)注的另一原因是V1674大力士星的能量和光線的回響就像一個敲鐘聲音。這一搖晃在首次爆發(fā)后的一年時間內(nèi)每隔501秒便會出現(xiàn)一次，并且能夠看到X光。

馬克.瓦格納是俄亥俄州大學(xué)的一名天文學(xué)家，也是這項研究的共同作者。他在文中指出：“最不同尋常的事是，這一振動在爆炸前便已經(jīng)產(chǎn)生了。而當(dāng)新星的亮度達(dá)到10個星等時，這一現(xiàn)象更加明顯了。人們正在努力解決的困惑是，什么動力驅(qū)使這一新星形成可見的規(guī)律性振動，并且產(chǎn)生超出其恒星系統(tǒng)的亮光?“

研究人員還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)新星噴發(fā)出物質(zhì)時，其外圍形狀就像一陣風(fēng)。從這一情況來看，研究人員推測，這一現(xiàn)象或許受恒星系統(tǒng)中的白矮星位置影響。

圖：V906卡琳娜新星爆發(fā)的動畫圖。V906卡琳娜爆發(fā)產(chǎn)生巨大亮光，并被航天局的費(fèi)米天文望遠(yuǎn)鏡以及NuSTAR天文望遠(yuǎn)鏡拍攝到。

薩姆納·斯塔菲爾德是亞利桑那州大學(xué)的天文學(xué)家，也是此次研究的合作作者，他告訴Space網(wǎng)站：“我們也在持續(xù)關(guān)注這一系統(tǒng)，我們知道白矮星還沒有完全沉寂。同時，我們也知道在一個軌道運(yùn)行周期內(nèi)，質(zhì)量正在下降。另一方面，我們也在努力獲得更多信息，從而判斷這一現(xiàn)象究竟是在運(yùn)行軌道的哪一個位置發(fā)生的。是當(dāng)白矮星處于前方時嗎？還是另一個行星處于前方時？又或者是當(dāng)兩顆恒星處于過渡階段時？“

在加利福尼亞舉辦的天文學(xué)會議的討論中，斯塔菲爾德表示，他和他的團(tuán)隊認(rèn)為這一雙星系統(tǒng)是一個中間極系，它會在白矮星開始吞噬其伴星的物質(zhì)，但其磁場還未中斷這一過程前出現(xiàn)，并引發(fā)這一系統(tǒng)光線和能量的振動。

這一系統(tǒng)的本質(zhì)也是當(dāng)前困擾天文學(xué)家的問題之一。但天文學(xué)者可以借助V1674大力士星來揭示這一秘密。

V1674大力士星可以為天文學(xué)家?guī)硎裁磫l(fā)？

天文學(xué)家可以通過理解這一系統(tǒng)而了解銀河系的演化過程，這是因為，新星爆炸時會向周圍的空間噴射物質(zhì)，這些物質(zhì)會繼而形成下一代恒星和行星，包括我們的太陽以及整個太陽系。而不同恒星形成的新星會向外噴射不同的物質(zhì)元素。

薩姆納·斯塔菲爾德說到：“我們一直在嘗試解釋太陽系的中的化學(xué)元素是從哪里來的這一問題。從這一新星中我們能夠了解的事情是，在此次爆炸中，產(chǎn)生了多少的鋰元素。我們現(xiàn)在非常確定的是，地球上的鋰元素并不是在地球上形成的，而是由于此類新星的爆炸而形成的“

雙星系統(tǒng)中的白矮星也為天文學(xué)家提供了一個重要的測量工具。白矮星從伴星吸收的物質(zhì)并不是全部都來自于新星爆炸。其中一部分保留下來成為白矮星的質(zhì)量。這一獲得的物質(zhì)可以促使白矮星超越科學(xué)家所說的錢德拉塞卡爾線，也就是區(qū)分恒星是否變成超新星的界限。

超過這一界限的白矮星最終會爆發(fā)成1A型超新星，盡管這一爆發(fā)事件并不是宇宙中最亮的事件，但是卻是常規(guī)性的標(biāo)準(zhǔn)的爆發(fā)，通過這一爆發(fā)，科學(xué)家能夠準(zhǔn)確測量距離。

更好的理解新星和超新星爆炸也能夠使研究人員更好的理解恒星死亡的全過程，也就是這類恒星耗盡核聚變?nèi)剂系倪^程。

但是，當(dāng)前，包括斯塔菲爾德在內(nèi)的天文學(xué)家首先需要進(jìn)一步研究V1674大力士星。斯塔菲爾德表示，他非常希望能夠使用亞利桑那州的大型雙目望遠(yuǎn)鏡來拍攝這一系統(tǒng)噴射出的氣態(tài)物質(zhì)，從而弄清楚這一爆發(fā)是如何出現(xiàn)的。

他說：“這一工作正在進(jìn)行中。“

天文學(xué)會研究筆記已接收這一文章并計劃發(fā)表。

BY:Robert Lea

FY: 秋

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