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有記錄以來最快的新星在一天內燃燒

有記錄以來最快的新星在一天內燃燒

天文學家記錄了有史以來最快的新星爆炸。

他們觀察到一顆白矮星從附近的紅巨星“竊取”氣體,並引發了足夠明亮的爆炸,以至於可以用雙筒望遠鏡從地球上看到它。

名為 V1674 Hercules 的新星爆炸於去年 6 月 12 日發生在 100 光年外,但只持續了一天——比以往任何一次爆炸都要快三倍。

超新星是由兩顆恆星組成的系統突然爆發的明亮光,每顆新星都由一顆白矮星(一顆恆星的緻密殘餘核心)和一顆附近的伴星組成。

亞利桑那州立大學的專家希望他們的觀察將有助於回答有關太陽系化學、恆星死亡和宇宙演化的更大問題。

天文學家記錄了有史以來最快的新星爆炸。 此圖顯示了研究團隊認為 V1674 Hercules 屬於的兩星系統類型

天文學家記錄了有史以來最快的新星爆炸。 此圖顯示了研究團隊認為 V1674 Hercules 屬於的兩星系統類型

白殼是什麼?

白矮星是一顆已耗盡核燃料的較小恆星的殘餘物。

雖然大恒星——那些質量是太陽質量十倍以上的恆星——在生命的盡頭經歷了驚人的劇烈高潮,比如超新星爆炸,但較小的恆星卻沒有倖免於如此戲劇性的命運。

當像太陽這樣的恆星走到生命的盡頭時,它們會耗盡燃料,像紅巨星一樣膨脹,然後將它們的外層排入太空。

剩下的只是這顆前恆星——白矮星——的熾熱而緻密的核心。

白矮星的質量與太陽大致相當,但半徑與地球大致相同,這意味著它們的密度令人難以置信。

白矮星表面的重力是地球重力的 350,000 倍。

它變得非常緻密,因為它的電子碰撞在一起,產生了“退化物質”。

這意味著質量最大的白矮星的半徑小於其質量較小的白矮星。

這種物質以每小時數百萬英里的速度被發射到太空中——在地球上可以看到 24 小時多一點,然後逐漸消失。

“這就像打開手電筒然後關掉它,”來自亞利桑那州立大學的主要作者薩姆納·斯塔菲爾德教授說。

新星與超新星不同,它們出現在雙星系統中,其中有一顆小而難以置信的密集恆星和一個更大的伴星,類似於太陽。

隨著時間的推移,前者從後者衍生物質,後者位於白矮星上。

然後白矮星加熱這種材料,引起不受控制的反應,釋放出一股能量並以高速將材料發射出去,我們將其觀察為可見光。

明亮的新星通常會在兩週或更長時間內消失,但 V1674 Hercules 會在一天內消失。

斯塔爾菲爾德教授說:“大約一天之後,之前最快的新星是我們在 1991 年研究的一顆,即 V838 Herculis,它在大約兩三天內就墜毀了。”

這種速度的新星事件很少見,這使得這顆新星成為一個有價值的研究課題。

它的速度並不是唯一不尋常的特徵——光和能量也像鐘聲一樣發出脈衝。

每 501 秒,可見光波和 X 射線光波就會出現可檢測到的振盪。 仍然存在一年的波動 – 並且將持續更長時間。

位於亞利桑那州南部格雷厄姆山的大眼望遠鏡天文台首席科學官馬克瓦格納說:“最不尋常的是,這種擺動是在爆炸之前看到的。”

“但當新星亮 10 度時,這一點也很明顯。人們試圖解決的謎團是驅動這種週期性的原因,你可能會在系統的亮度範圍內看到這種週期性。”

美國團隊在觀察新星發出的物質時也注意到了奇怪的風,他們認為這可能取決於白矮星及其伴星的位置。

它們似乎構成了進入大力神星座系統周圍空間的物質流。

這是一個非常方便的地方,坐落在東方黑暗的天空中,日落後暮色逐漸消失。

由於這使它位於天赤道以北不到 17 度,因此可以從世界各地看到它 – 只需幾秒鐘的曝光即可拍攝。

Novae 可以告訴我們有關太陽系甚至整個宇宙的重要信息。

人們認為銀河系每年大約發生 30 到 60 年,儘管在此期間只發現了大約 10 年,其中大部分都被星際塵埃所掩蓋。

一顆白矮星收集並改變物質,然後在它轉變為超新星時用新物質使周圍空間飽和。

它是空間物質循環的重要組成部分,因為新星噴出的物質最終會形成新的恆星系統。

像這樣的事件也幫助塑造了我們的太陽系,確保地球不僅僅是一團碳。

白矮星是太陽大小恆星的極其密集的殘餘物,它們已經耗盡了核燃料,縮小到大約地球大小(藝術家的印象)

白矮星是太陽大小恆星的極其密集的殘餘物,它們已經耗盡了核燃料,縮小到大約地球大小(藝術家的印象)

斯塔菲爾德教授說:“我們一直在試圖弄清楚太陽係是如何形成的,以及太陽系中的化學元素是從哪裡來的。

我們將從這顆超新星中學到的一件事是,例如,這次爆炸產生的鋰量。

“我們現在相當確定,地球上很大一部分鋰是由這些類型的噴發造成的。”

有時白矮星不會失去在新星爆炸期間收集的所有物質,因此它在每個週期中都會增加質量。

這最終會使它變得不穩定,而白矮星可以產生 1a 型超新星,這是宇宙中最亮的事件之一。

每個 1a 型超新星都達到相同的亮度水平,因此它們被稱為標準蠟燭。

來自明尼蘇達大學的合著者查爾斯伍德沃德教授說:“標準蠟燭非常明亮,我們可以在宇宙的很遠距離看到它們。

“通過觀察光的亮度如何變化,我們可以提出有關宇宙如何加速或宇宙一般三維結構的問題。這是我們應該研究其中一些系統的有趣原因之一。 “

此外,新星可以告訴我們更多關於雙星系統中的恆星如何進化到死亡的過程,這個過程還不太清楚。

它們還充當活生生的實驗室,科學家們可以在這裡看到核物理的實際作用並測試理論概念。

可觀測的新星現在太微弱,無法被其他類型的望遠鏡看到,但由於其大口徑和現代掃描儀,它仍然可以被大眼望遠鏡觀測到。

Starfield 教授及其同事現在計劃調查原因、導致它的過程、創紀錄下降的原因,以及觀測到的風和脈動亮度背後的力量。

該觀察結果發表在美國天文學會的研究筆記中。

恆星是如何形成的?

恆星是由密集的分子云——塵埃和氣體——在被稱為恆星托兒所的星際空間區域中形成的。

一個主要包含氫原子的分子云可以是太陽質量的數千倍。

隨著氣體和塵埃隨著時間的推移,它們會經歷湍流運動,擾亂原子和分子,導致某些區域比其他區域包含更多的物質。

如果一個區域聚集了足夠多的氣體和塵埃,它就會在自身重力的作用下開始坍塌。

當它開始分解時,它會慢慢變熱並向外膨脹,吸收更多周圍的氣體和灰塵。

此時,當該區域大約有 9000 億英里寬時,它就成為了前恆星核,並開始了成為恆星的過程。

然後,在接下來的 50,000 年中,該寬度將縮小 920 億英里,成為恆星的內核。

多餘的物質被噴向恆星的兩極,恆星周圍形成一個氣體和塵埃盤,形成一顆原恆星。

然後,這種物質被結合到恆星中或被排出到更寬的圓盤中,從而形成行星、衛星、彗星和小行星。

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