一顆奇怪的恆星產生有記錄以來最快轉暗的新星


由美國亞利桑那州立大學校長薩納·斯塔菲(Sumner Starrfield)教授、明尼蘇達大學查李士·伍德沃德(Charles Woodward )教授和俄亥俄州立大學研究科學家馬克·瓦格納(Mark Wagner)等天文學家領導的研究團隊,在觀測到有記錄以來最快的新星後發聲。表示這個不尋常的事件將科學家的注意力吸引到一顆不尋常的恆星上。當團隊研究它時,不僅可以找到新星許多令人費解特徵的答案,還可以找到關於太陽系化學、恆星死亡和宇宙演化的更大問題的答案。

新星來自雙星系統中的亮星突然爆炸。每顆新星都是由一顆白矮星(一顆非常緻密的恆星剩餘核心)和一顆附近的伴星創造的。隨著時間的過去,白矮星會從它的伴星身上吸取物質,這些物質會落到白矮星上。白矮星加熱這種物質,引起不受控制的反應,釋放出一股能量,發生爆炸將物質高速射出,我們以可見光的形式觀測到。

明亮的新星通常會在幾週或更長時間內消失。2021年6月12日,武仙座新星 V1674 爆發的亮度非常之大,以至於肉眼都可以看到,但僅僅過了一天,它就再次變得微弱。情況就像有人打開和關閉電筒一樣。這種速度的新星事件很少見,這使得這顆新星成為一個寶貴的研究對象。

亞利桑那州立大學地球與太空探索學院的天體物理學家斯塔菲說:「之前最快的新星是1991年研究的武仙座 V838,它在大約兩三天內光度轉暗。」

當天文學界關注武仙座 V1674 時,其他研究人員發現它的轉暗速度並不是它唯一不尋常的特徵。它發出的光和能量,也如同鐘聲響起一樣,是脈動形式。

觀測者每501秒,可以在可見光波和X射線中看到一次擺動。爆炸一年後,這顆新星仍然表現出這種擺動,而且似乎已經持續更長的時間。

俄亥俄州立大學研究科學家,大型雙筒望遠鏡天文台的科學負責人瓦格納說:「最不尋常的是,這種振盪是在爆發之前已經看到,但當新星光度大約10等時也很明顯。天文學試圖解決的一個謎團是,是什麼推動這種週期性。」

研究團在監測新星爆炸噴射出的物質時還注意到一些奇怪的事情,某種可能取決於白矮星及其伴星位置的風正在塑造物質流向系統周圍空間的流動。

一顆白矮星收集並改變物質,然後在新星爆炸期間用新物質調整周圍空間。它是空間物質循環的重要組成部分。新星噴出的物質最終會形成新的恆星系統。這些事件也有助於了解我們的太陽系。

斯塔菲說:「我們一直在試圖弄清楚太陽系是如何形成,太陽系中的化學元素是從那裡來。將從這顆新星中學到的一件事是,例如,這次爆炸產生了多少鋰元素。我們現在相當確定,地球上擁有的大部分鋰是通過這種爆炸生產出來。」

有時白矮星不會在新星爆炸期間失去所有收集的物質,因此在每個週期中,它都會增加質量。這最終會使它不穩定,而白矮星可能會產生1a型超新星,這是宇宙中最明亮的事件之一。每個1a型超新星都達到相同的亮度水平,因此它們稱為是一支標準蠟燭。

伍德沃德說:「標準蠟燭是如此明亮,以至於我們可以在宇宙中很遠的地方看到它們。通過觀測光的亮度如何變化,我們可以提出有關宇宙如何加速或宇宙整體結構的問題。這是我們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是如何演化到死亡的,這個過程還不是很清楚。它們還充當活生生的實驗室,科學家可以在其中看到核物理的運行情況並測試理論概念。

這顆讓天文學界大吃一驚的新星。是由日本的業餘天文學家上田清二發現,科學家才注意到它。公民科學家在天文學領域發揮著越來越重要的作用,現代技術也是如此。儘管它現在對於其它類型的望遠鏡來說太微弱,但由於大型雙筒望遠鏡的大口徑和天文台的其它設備,該團隊仍然能夠監測新星高分辨率光譜。

【圖、文:節譯自美國亞利桑那州立大學科學2022年6月14日新聞公佈】研究全文刊登在2022年6月14日出版的2022年《Research Notes of the American Astronomical Society》;標題是:A weird star produced the fastest nova on record

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